實驗五 戴維南定理驗證ppt課件

1、實驗五實驗五 戴維南定理的驗證戴維南定理的驗證驗證性實驗驗證性實驗 實驗北方民族大學(xué)電工電子實驗中心北方民族大學(xué)電工電子實驗中心 一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?. 驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的了解。 2. 掌握丈量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的普通方法。二、原理闡明二、原理闡明1. 1. 任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)僅研討其中一條支路的電壓和電流，任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)僅研討其中一條支路的電壓和電流，那么可將電路的其他部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)或稱為含源一那么可將電路的其他部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò)。端口網(wǎng)絡(luò)。 戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電

2、戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)來等效替代，此電壓源的電動勢壓源與一個電阻的串聯(lián)來等效替代，此電壓源的電動勢UsUs等于這個等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UocUoc，其等效內(nèi)阻，其等效內(nèi)阻R0R0等于該網(wǎng)絡(luò)中一切獨立等于該網(wǎng)絡(luò)中一切獨立源均置零理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路時的等效源均置零理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路時的等效電阻。電阻。 諾頓定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電流諾頓定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電流源與一個電阻的并聯(lián)組合來等效替代，此電流源的電流源與一個電阻的并聯(lián)組合來等

3、效替代，此電流源的電流IsIs等于這個等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC ISC ，其等效內(nèi)阻，其等效內(nèi)阻R0R0定義同戴維南定理。定義同戴維南定理。 Uoc UocUsUs和和R0R0或者或者ISCISCISIS和和R0R0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。參數(shù)。二、原理闡明二、原理闡明2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的丈量方法 (1) 開路電壓、短路電流法測R0 在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測其短路電流Isc，那么等效內(nèi)阻為 假設(shè)二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，假設(shè)將其輸出端口短路 那么易損壞其內(nèi)部

4、元件，因此不宜用此法。 (2) 伏安法測R0 用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng) 絡(luò)的外特性曲線，如圖5-1所示。 根據(jù) 外特性曲線求出斜率tg，那么內(nèi)阻 圖5-1 也可以先丈量開路電壓Uoc，再丈量電流為額定值IN時的輸出端電壓值UN，那么內(nèi)阻為 UIABI IU UOUIs sc co oc c二、原理闡明二、原理闡明(3) 半電壓法測R0 如圖5-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測網(wǎng)絡(luò) 開路電壓的一半時，負(fù)載電阻由電阻箱的讀數(shù)確定即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。 被測有源網(wǎng)絡(luò)VUUR0RLoc/2S圖5-2二、原理闡明二、原理闡明(4) 零示法測UOC 在丈量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電

5、壓表直接丈量會呵斥較大的誤差。為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示丈量法，如圖右邊5-3所示。 零示法丈量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展比較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)將為“0。然后將電路斷開，丈量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓， 即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC。被測有源網(wǎng)絡(luò)R穩(wěn)壓電源VU0US三、儀器設(shè)備和選用掛箱三、儀器設(shè)備和選用掛箱序號名 稱數(shù)量備 注1萬用表1外購2穩(wěn)壓、穩(wěn)流源1DG 04、05或GDS-033實驗電路板或直流電路實驗、負(fù)載1GDS-06A、GDS-074直流電壓、電流表1DG31-2或GDS-10四、實驗內(nèi)容四、

6、實驗內(nèi)容 (a) (b) 圖5-4四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容 1. 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的Uoc、R0和諾頓等效電路的ISC、R0。按圖5-4(a)接入穩(wěn)壓電源Us = 12V和恒流源Is = 10mA，不接入RL。測出UOc和Isc,并計算出R0。測UOC時，不接入毫安表。 表5-1 用開路電壓、短路電流法測定Uoc和ISCUoc(v)Isc(mA)R0 = Uoc/Isc()四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容2. 負(fù)載實驗 按圖5-4(a)接入RL。改動RL阻值，丈量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外性曲線。 表5-2 丈量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性 R RL L（KK）0 01 12 23 34 45

7、56 67 7U U（v v）I I（mAmA）四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容 3. 驗證戴維南定理 從電阻箱上獲得按步驟“1所得的等效電阻R0之值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源調(diào)到步驟“1時所測得的開路電壓Uoc之值相串聯(lián)，如圖5-4(b)所示，仿照步驟“2測其外特性，對戴氏定理進(jìn)展驗證。 表5-3 丈量戴維南等效電路的外特性R RL L（KK）0 01 12 23 34 45 56 67 7U U（v v）I I（mAmA）四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容 4. 驗證諾頓定理：從電阻箱上獲得按步驟“1所得的等效電阻R0之值，然后令其與直流恒流源調(diào)到步驟“1時所測得的短路電流ISC之值相并聯(lián)，如圖5-5所示，仿

8、照步驟“2測其外特性，對諾頓定理進(jìn)展驗證。 表5-4 驗證諾頓定理RL（K）01234567U（v）I（mA）圖5-5四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容 5. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻又稱入端電阻的直接丈量法。見圖5-4a。將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一切獨立源置零去掉電流源IS和電壓源US，并在原電壓源所接的兩點用一根短路導(dǎo)線相連，然后用伏安法或者直接用萬用表的歐姆檔去測定負(fù)載RL開路時A、B兩點間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0，或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri 。 6. 用半電壓法和零示法丈量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開路電壓Uoc。線路及數(shù)據(jù)表格自擬。 五、實驗本卷須知五、實驗本卷須知 1. 丈量時應(yīng)留意電流表量程

9、的改換。 2. 步驟“5中，電壓源置零時不可將穩(wěn)壓源短接。 3. 用萬表直接測R0時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨立源必需先置零，以免損壞萬用表。其次，歐姆檔必需經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)展丈量。 4. 用零示法丈量UOC時，應(yīng)先將穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至接近于UOC，再按圖5-3丈量。 5. 改接線路時，要關(guān)掉電源。 6. 在戴維南、諾頓等效電路中的內(nèi)阻R0為計算值，實驗掛箱上無此電阻，需求用DG09掛箱上的電位器提供該電阻。調(diào)理電位器，并用萬用表丈量。運用萬用表時轉(zhuǎn)換開關(guān)要調(diào)理到相應(yīng)的量程檔位上。六、預(yù)習(xí)思索題六、預(yù)習(xí)思索題 1. 在求戴維南或諾頓等效電路時，作短路實驗，測ISC的條件是什么？在本實驗中可否直接作負(fù)載短路實驗？請實驗前對線路5-4(a)預(yù)先做好計算，以便調(diào)整實驗線路及丈量時可準(zhǔn)確地選取電表的量程。 2. 闡明測有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并