验证戴维南定理实验报告.doc

. 一、实验目的 1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性,加深对该定理的理解。 2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、原理说明 1. 任何一个线性含源网络,如果仅研究其中一条支路的电压和电流,则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络(或称为含源一端口网络)。戴维南定理指出: 任何一个线性有源网络, 总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替, 此电压源的电动势 Us 等于这个有源二端网络的开路电压 Uoc , 其等效内阻 R 0 等于该网络中所有独立源均置零(理想电压源视为短接,理想电流源视为开路)时的等效电阻。诺顿定理指出: 任何一个线性有源网络, 总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替, 此电流源的电流 Is 等于这个有源二端网络的短路电流 I SC, 其等效内阻 R 0 定义同戴维南定理。 Uoc ( Us )和 R 0 或者 I SC(I S )和 R 0 称为有源二端网络的等效参数。 2. 有源二端网络等效参数的测量方法(1) 开路电压、短路电流法测 R 0 在有源二端网络输出端开路时, 用电压表直接测其输出端的开路电压 Uoc , 然后再将其输出端短路,用电流表测其短路电流 Isc ,则等效内阻为如果二端网络的内阻很小,若将其输出端口短路则易损坏其内部元件,因此不宜用此法。(2) 伏安法测 R 0 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线, 如图 3-1 所示。根据外特性曲线求出斜率 tgφ,则内阻图 3-1 也可以先测量开路电压 Uoc , 再测量电流为额定值 I N 时的输出端电压值 U N, 则内阻为. (3) 半电压法测 R 0 如图 3-2 所示, 当负载电压为被测网络开路电压的一半时, 负载电阻( 由电阻箱的读数确定) 即为被测有源二端网络的等效内阻值。图 3-2 (4) 零示法测 U OC 在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时, 用电压表直接测量会造成较大的误差。为了消除电压表内阻的影响, 往往采用零示测量法, 如图 3-3 所示。零示法测量原理是用一低阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较, 当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时,电压表的读数将为“0”。然后将电路断开,测量此时稳压电源的输出电压,即为被测有源二端网络的开路电压 U OC 。三、仪器设备和选用挂箱序号名称数量备注 1 万用表 1 外购 2 稳压、稳流源 1 DG04 、 05或 GDS-03 3 实验电路板或直流电路实验、负载 1 GDS-06A 、 GDS-07 4 直流电压、电流表 1 DG31-2 或 GDS-10 四、实验内容被测有源二端网络如图 3-4(a) 所示。. 图 3-4 1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的 Uoc 、R 0 和诺顿等效电路的 I SC、R 0。按图 3-4(a) 接入稳压电源 Us = 12V 和恒流源 Is= 10mA ,不接入 R L 。测出 U Oc和 Isc, 并计算出R 0。(测 U OC 时,不接入直流毫安表。) 表 3-1 用开路电压、短路电流法测定 Uoc 和I SC 2. 负载实验按图 3-4(a) 接入 R L 。改变 R L 阻值,测量有源二端网络的外特性曲线。表 3-2 测量有源二端网络的外特性 R L(KΩ)01234567∞ U(v)