實驗五 戴維南定理

PAGEPAGE3戴維南定理—有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定—一、實驗?zāi)康?、驗證戴維南定理的正確性2、掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法二、原理說明1、任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源二端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個等效電壓源來代替，此電壓源的電動勢ES等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓U0C，其等效內(nèi)阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短路，理想電流視為開路）時的等效電阻。U0C和R0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2、有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法（1）開路電壓、短路電流法在有源二端網(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U0C，然后將其輸出端短路，用電流表測其短路電流ISC，則內(nèi)阻為R0=UOC/ISC（2）伏安法用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性如圖9-1所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tgΦ，則內(nèi)阻RO=tgΦ=△U/△I=UOC/ISC用伏安法，主要是測量開路電壓及電流為額定值IN時的輸出端電壓值UN，則內(nèi)阻為RO=UOC-UN/IN若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻值很低短路電流很大時，則不宜測短路電流。半電壓法如圖9-2所示，當(dāng)負載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓一半時，負載電阻（負載電阻由萬用表測量），即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。（2）零示法在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表進行直接測量會造成較大的誤差，為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如圖9-3所示。零示法測量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進行比較，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)為“0”，然后將電路斷開，測量此時穩(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。三、實驗設(shè)備序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源（0—30V）1主控屏2可調(diào)直流恒流源（0-200mA）1主控屏3直流數(shù)字電壓表或指針儀表1DG154直流數(shù)字毫安表或指針儀表1DG155萬用表6可調(diào)電阻器500型DG037電位器0～99999.9DG038戴維南定理實驗線路板1K/1WDG019專用測試導(dǎo)線若干四、實驗內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖9-4所示。1、用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的UOC和RO。按圖9-4（a）電路接入穩(wěn)壓電源E S和恒流源IS及可變電阻RL，測定UOC和RO。UOC(V)ISC(mA)RO=UOC/ISL(Ω)2、負載實驗按圖9-4(a)改變RL阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性。R0U(V)I(mA)3、驗證戴維南定理用一只10KΩ的電位器，將其阻值調(diào)整到等于按步驟“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9-4（b）所示，仿照步驟“2”測其外特性，對戴維南定理進行驗證。RL(Ω)0U(V)I(mA)4、測定有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的其它方法，將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨立源置零（將電流源斷開，短路電壓源），然后用伏安法或者直接用萬用電表的歐姆檔去測定負載RL開路后輸出端兩點間的電阻，即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻RO或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻R1。5、用半電壓法和零示法測量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開路電壓UOC，電路及數(shù)據(jù)表格自擬。五、實驗注意事項1、注意測量時及時更換電流表量程的。2、步驟“4”3、用萬用表直接測R0時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨立源必須先置零，以免損壞萬用表。4、改接線路時，需關(guān)掉電源。六、實驗報告1、根據(jù)步驟2和3，分別繪出曲線，驗證戴維南定理的正確性，并