實(shí)驗(yàn)五 戴維南定理的驗(yàn)證

1、實(shí)驗(yàn)五 戴維南定理的驗(yàn)證一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 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、任何一個(gè)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(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)。戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，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，此電壓源的電壓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R0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。Uoc（Us）和R0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

2、 (1) 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)，用電壓表直接測(cè)其輸出端的開(kāi)路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測(cè)其短路電流Isc，則等效內(nèi)阻為 Uoc R0 Isc如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。 (2) 伏安法測(cè)R0 用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng) 圖1 絡(luò)的外特性曲線，如圖1所示。 根據(jù)外特性曲線求出斜率tg，則內(nèi)阻U Uoc R0tg 。 I Isc也可以先測(cè)量開(kāi)路電壓Uoc，再測(cè)量電流為額定值IN時(shí)的輸出端電壓值UN， 圖2 UocUN 則內(nèi)阻為 R0 。 IN (3) 半電壓法測(cè)R0 如圖2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)

3、絡(luò)開(kāi)路電壓的一半時(shí)，負(fù)載電阻即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。(4) 零示法測(cè)UOC 圖3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)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)驗(yàn)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030V12可調(diào)直流恒流源0500mA13直流數(shù)字電壓表0200V14直流數(shù)字毫安表0200mA

4、15萬(wàn)用表16可調(diào)電阻箱099999.917電位器1K/2W18戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板1四、實(shí)驗(yàn)電路C (a) 圖4 (c)3301kABDUS9V1k330RL1k 圖5 圖4(b)五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc()被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖4(a)或圖4(b)。1、用開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效電路的Uoc、R0。按圖4(a)接入穩(wěn)壓電源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。測(cè)出UOc和Isc,并計(jì)算出R0。（測(cè)UOC時(shí)，不接入mA表。） 2、負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖4(a)接入RL。改變RL阻值，測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。RL()U（v）I（mA）3、驗(yàn)證戴維

5、南定理：從電阻箱上取得按步驟“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4(c)所示，仿照步驟“2”測(cè)其外特性，對(duì)戴氏定理進(jìn)行驗(yàn)證。 RL()U（v）I（mA） 4、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4（a）或圖4(b)。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端用一根短路導(dǎo)線相連），然后直接用萬(wàn)用表的歐姆檔去測(cè)定負(fù)載RL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Ri 。RO= 。5、用半電壓法和零示法測(cè)量被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開(kāi)

6、路電壓Uoc。線路及數(shù)據(jù)表格自擬。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1、測(cè)量時(shí)應(yīng)注意電流表量程的更換。2、步驟“4”中，電壓源置零時(shí)不可將穩(wěn)壓源短接。3、用萬(wàn)表直接測(cè)R0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。 4、用零示法測(cè)量UOC時(shí)，應(yīng)先將穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至接近于UOC，再按圖3測(cè)量。5、改接線路時(shí)，要關(guān)掉電源。七、預(yù)習(xí)思考題1、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)驗(yàn)中可否直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)實(shí)驗(yàn)前對(duì)線路4(a)預(yù)先作好計(jì)算，以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)線路及測(cè)量時(shí)可準(zhǔn)確地選取電表的量程。2、說(shuō)明測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、根據(jù)步驟2、3，分別繪出曲線