戴維南定理及迭加定理

1、 戴維南定理及疊加定理1一、實驗目的： 1、驗證疊加原理及戴維南定理。2、學習有源二端網絡等效內阻及開 路電壓的測量方法。2二、實驗設備1、直流穩(wěn)壓電源 1臺2、直流數字電壓表 1個3、直流數字毫安表 1個4、DG05掛件 1個3疊加、戴維南定理實驗電路板4三、實驗原理 1、疊加原理：在線性電路中，任一支路的電流或電壓都是電路中各個獨立電源分別單獨作用于電路時，在該支路中所產生的電流或電壓的代數和。5 2、戴維南定理：任何一個線性有源二端網絡對外電路的作用都可以用一個電壓源，即E和RO的串聯(lián)組合來等效代替，其中，E等于有源二端網絡兩端間的開路電壓UOC，RO等于該二端網絡中所有獨立電源不作用（

2、即無源二端網絡）時的入端電阻。6有源UOCab無源R0aba有源二端網絡bRLbRLR0aE7四、實驗內容 I1+_+_510510R1R2R36VE212VE1S1S2S3I3I21K圖2-18 1、驗證疊加原理：將穩(wěn)壓電源兩路輸出分別調為12V及6V后與實驗板相聯(lián)。 a、令E1電源單獨作用時（將開關S1投向E1側，開關S2投向短路側，用直流數字電流表（接電源插頭）測量各支路電流，數據記入表2-1。 b、令E2電源單獨作用時（將開關S1投向短路側，開關S2投向E2側）重復上述步驟。 c、令E1、E2共同作用時（開關S1和S2分別投向E1和E2側），重復上述步驟。9表2-1 驗證疊加原理 10

3、2、戴維南定理的驗證：（1）有源二端網絡開路電壓UOC的測量。 直接測量法：當有源二端網絡的等效電阻R0與電壓表內阻R1相比可以忽略時，直接用電壓表測量開路電壓，本實驗中（見圖2-1），我們將R3=510電阻視為負載RL，RL以外的部分為待測有源二端網絡，其兩個輸出端為a、b，用數字電壓表測a、b間的電壓即為開路電壓UOC記下所測數據。11（2）有源二端網絡等效內阻R0的測量； a、方法一：開路短路法，將S1、S2倒向外側，S3斷開，測有源二端網絡的開路電壓UOC，而后將毫安表跨接在a、b之間。則有源二端網絡通過毫安表短接，毫安表的讀數即為有源二端網絡的短路電流IS，那么， 測量電路見圖2-2

4、（a），將UOC、IS、RO記入表2-2中。 UOCISRO=12E1E2b+_S3mA+_R1R2RL圖22（ a ） a13b、方法二：二次電壓測量法，首先測量有源二端網絡的開路電壓UOC，然后閉合S3，接入負載RL=510。由a、b端測量有源二端網絡帶負載時的輸出電壓UL，則等效內阻 ，測量線路見圖2-2（b），將UOC、UL、RO記入表2-2中。 E1aE2b+_S3V+_R1R2RL圖22（ b ） 1)RL UOCULRO=(14 c、方法三：伏安法，將有源二端網絡中的E1、E2用短路線代替，即S1、S2倒向內側；S3斷開，在a b間外加電壓U=6V（由穩(wěn)壓電源供電），串入電流表測

5、量無源二端網絡的電流；則等效內阻 RO=U/I ，測量電路圖見圖2-2（c），將U、I、RO記入表2-2中。 aU=6VbS3+_R1R2RLmAI圖22（ c） 15UOCISRO= 1)RLUOCULRO=(表2-2 有源二端網絡等效內阻Ro的測量 16 （3）驗證戴維南定理 調節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓等于上述測得的有源二端網絡的開路電壓UOC，作為戴維南等效電路的電源；戴維南等效電路的內阻即前述所測RO，顯見RO實際上就是R1/R2。因此將穩(wěn)壓電源輸出端與R1/R2串聯(lián)即構成戴維南等效電壓源，該等效電壓源重新向負載RL=510供電，并測量流過RL的電流IL，與原有源二端網絡向RL=510供電時

6、的電流值（見表2-1中，E1、E2同時作用之I3）進行比較，從而驗證戴維南定理，電路如圖2-3。17aUocbS3+_R1R2RLmAIL圖2-3 驗證戴維南定理電路圖 181、本次實驗用萬用表測UOC及RO時，應注意要根據測量對象選擇萬用表的種類旋鈕（電壓、電阻），以免用錯損壞儀表。 2、在測短路電流IS時應注意盡可能迅速，因為當RO較小時，而電源容量又不大時，輸出端短路時，可能造成電源過載。五、注意事項191、復習課文中“疊加原理”。2、復習課文中“等效電源定理”中的戴維南定理。3、實驗前應計算有源二端網絡的開路電壓UOC及等效內阻RO。4、實驗前應計算E1，E2分別單獨作用以及共同作用于電路時，各支路電流數值。六、預習要求：201、實驗后根據實測數據驗證疊加原理及戴維南定理。2、試證明有