實(shí)驗(yàn)5戴維南定理的驗(yàn)證

1、實(shí)驗(yàn)5戴維南定理的驗(yàn)證、實(shí)訓(xùn)目的1 .驗(yàn)證戴維南定理的正確性，加深對(duì)該定理的理解。2 .掌握測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、原理說(shuō)明1 .任何具有兩個(gè)出線(xiàn)端的部分電路稱(chēng)為二端網(wǎng)絡(luò)。若網(wǎng)絡(luò)中含有電源稱(chēng)為有源二端網(wǎng) 絡(luò)，否則稱(chēng)為無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)。戴維南定理：任何一個(gè)線(xiàn)性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，總可以用一個(gè)電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)來(lái)等效代替，此電壓源白電動(dòng)勢(shì)Us等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓Uoc,其等效內(nèi)阻R)等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零(理想電壓源視為短接，理想電流源視為開(kāi)路) 時(shí)的等效電阻。諾頓南理指出：任何一個(gè)線(xiàn)性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個(gè)電流源與一個(gè)電阻的并聯(lián)組合來(lái)等效代替，此電流源的電

2、流Is等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc,其等效內(nèi)阻R定義同戴維南定理。Uoc (Us)和R)或者Isc (Is)和R0稱(chēng)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(cè)量方法 開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè) R0在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開(kāi)路時(shí),輸出端短路，用電流表測(cè)其短路電流用電壓表直接測(cè)其輸出端的開(kāi)路電壓Isc ,則等效內(nèi)阻為UochUUoc,然后再將其UocIsc如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路Isc則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。(2)伏安法測(cè)R)線(xiàn)用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線(xiàn)，如圖 5-1所示。 根據(jù) 外特性曲線(xiàn)求出斜率tg則內(nèi)阻 UUocR 0 = tg

3、 j = I Isc叮Rus 被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)也可以先測(cè)量開(kāi)路電壓 Uoc,圖5-2半電壓法測(cè)R0電路再測(cè)量電流為額定值I N時(shí)的輸出UOcU端電壓值UN,則內(nèi)阻為Ro=I N被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)壓電源 R 回(3)半電壓法測(cè)R0如圖5-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi) 路電壓的一半時(shí)，負(fù)載電阻(由電阻箱的讀數(shù) 確定)即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。(4)零示法測(cè)UOc圖5-3零示法測(cè)UOc電路在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓時(shí)，用電壓表直接測(cè)量會(huì)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(cè)量法，如圖 5-3所示.。零示法測(cè)量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比 較，當(dāng)穩(wěn)

4、壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓相等時(shí)，電壓表的讀數(shù)將為“0”。然后將電路斷開(kāi)，測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓。三、實(shí)訓(xùn)設(shè)備序號(hào)名 稱(chēng)型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0 30V1屏上2可調(diào)直流恒流源0200mA1屏上3直流電壓表0200V1屏上4直流毫安表02000mA1屏上5萬(wàn)用表1自備6電阻器八DDZ-117可調(diào)電阻箱0 99999 a1DDZ-128電位器1k/2W1DDZ-12四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容根據(jù)如圖線(xiàn)路，按實(shí)驗(yàn)要求接好實(shí)訓(xùn)線(xiàn)路。R1R o(a)實(shí)驗(yàn)電路圖(b)等效圖1.用開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效UocIscR=Uoc/Isc(v) (mA

5、) ( )電路的Uoc、R和諾頓等效電路的I so R。按上圖（a）接入穩(wěn)壓電源 Us=12V和恒流源Is=10mA, 不接入Rlo測(cè)出Uc和Isc,并計(jì)算出R0 （測(cè)廿時(shí)，不 接入mA表）,填入右表中。2.負(fù)載實(shí)驗(yàn)按上圖（a）連線(xiàn)，接入 R。根據(jù)下表中負(fù)載 R的阻值，測(cè)量并繪制有源二端網(wǎng)絡(luò)（ a） 的外特性曲線(xiàn)。將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表中。R( Q)02004006008001KooU (v)I (mA3 .驗(yàn)證戴維南定理：從電阻箱（或者電位器）上取得按步驟“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(shí)所測(cè)得的開(kāi)路電壓 Uoc之值）相串聯(lián)，如圖（b）所示，仿照步驟“ 2”測(cè)

6、其外特性，對(duì)戴氏定理進(jìn)行驗(yàn)證。R( Q)02004006008001KooU (v)I (mA4 .有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱(chēng)入端電阻）的直接測(cè)量法。見(jiàn)圖（a）。將被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)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(diǎn)用一根短路導(dǎo)線(xiàn)相連），然后用伏安法或者直接用萬(wàn)用表的歐姆檔去測(cè)定負(fù)載R開(kāi)路時(shí)A、B兩點(diǎn)間的電阻，此即為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0,或稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)的入端電阻 R。五、實(shí)訓(xùn)注意事項(xiàng)1 .測(cè)量時(shí)應(yīng)注意電流表量程的更換。2 .用萬(wàn)表直接測(cè) Ro時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須 先置零，以免損壞萬(wàn)用表。其次，歐姆檔必須經(jīng) 調(diào)零后再進(jìn)行測(cè)量。3 .改接線(xiàn)路時(shí)，要關(guān)掉電源。六、預(yù)習(xí)思考題圖5-41.在求戴維南等效電路時(shí)，作短路試驗(yàn)，測(cè) Isc的條件是什么在本實(shí)訓(xùn)中可否直接作 負(fù)載短路實(shí)訓(xùn)請(qǐng)實(shí)訓(xùn)前對(duì)線(xiàn)路 （a）預(yù)先作好計(jì)