實(shí)驗(yàn)五 戴維寧定理的驗(yàn)證(仿真實(shí)驗(yàn))

1、實(shí)驗(yàn)五 戴維寧定理的驗(yàn)證（仿真實(shí)驗(yàn)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 驗(yàn)證戴維寧定理的正確性，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。3. 掌握測(cè)量開(kāi)路電壓與等效內(nèi)阻的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1. 戴維寧定理任何一個(gè)線性有源網(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)（或稱(chēng)為有源一端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維寧定理指出：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稱(chēng)

2、為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻的測(cè)量方法（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：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)絡(luò)的外特性曲線，如圖5-1所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率，則內(nèi)阻： 圖5-1 外特性曲線 圖5-2 半電壓法測(cè)內(nèi)阻的方法（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（即電阻箱）的阻值就是被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)

3、阻值。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱(chēng)型號(hào)與規(guī)格數(shù)量1直流穩(wěn)壓電源030V12直流恒流源0500mA13直流數(shù)字電壓表0200V14直流數(shù)字毫安表0200mA15十進(jìn)制可變電阻箱099999.916戴維寧定理實(shí)驗(yàn)電路板1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖5-3（a）所示，電壓源US=12V和恒流源IS=10mA。 （a）電路原理圖 （b）等效電路圖5-3 有源二端網(wǎng)絡(luò)圖5-4 Multisim戴維寧定理測(cè)開(kāi)路電壓仿真電路圖5-5 Multisim戴維寧定理測(cè)短路電流仿真電路1. 用開(kāi)路電壓、短路電流法測(cè)量戴維寧等效電路的UOC、R0。按圖5-3（a）接入穩(wěn)壓電源US=12V和恒流源IS=10mA，不接入R

4、L。測(cè)量出開(kāi)路電壓UOC（注意測(cè)量開(kāi)路電壓UOC時(shí)，不接入毫安表。）；然后再短接RL，測(cè)量出短路電流ISC，則根據(jù)公式計(jì)算出R0，將所測(cè)數(shù)據(jù)填入表5-1中。表5-1 開(kāi)路電壓、短路電流法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)理 論 值實(shí) 測(cè) 值圖5-6 Multisim“戴維寧定理”原電路伏安實(shí)驗(yàn)圖5-7 Multisim“戴維寧定理”等效電路伏安實(shí)驗(yàn)2.伏安法（戴維南等效電路與原電路伏案關(guān)系比較）按圖5-6接入負(fù)載電阻RL（即電阻箱）。按表5-2改變電阻箱RL阻值，測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線，將數(shù)據(jù)填入表5-2中。按圖5-7接入負(fù)載電阻RL（即電阻箱）。按表5-3改變電阻箱RL阻值，測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線，將數(shù)

5、據(jù)填入表5-3中。表5-2 有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（原電路）RL（k）123456789U（V）I（mA）表5-3 有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（等效電路）RL（k）123456789U（V）I（mA）圖5-8 Multisim“戴維寧定理” 半電壓法實(shí)驗(yàn)電路3. 半電壓法按圖5-8接入負(fù)載電阻RL（即電阻箱）。改變電阻箱RL阻值，使其兩端電壓等于UOC的一半，電阻箱RL的阻值記錄于表5-3中。表5-3 有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻、開(kāi)路電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 測(cè)量時(shí)應(yīng)注意電壓表、電流表量程的更換。2. 改接電路時(shí)，要關(guān)掉電源。六、預(yù)習(xí)報(bào)告計(jì)算有源二端網(wǎng)絡(luò)開(kāi)路電壓及等效內(nèi)阻。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1. 根據(jù)步驟1的方法測(cè)得的UOC與R0與預(yù)習(xí)時(shí)電路計(jì)算的結(jié)果作比較，分析誤差產(chǎn)生的原因？