實驗1.2--有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)測定

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)實驗1.2 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測定一、實驗?zāi)康模?）驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對戴維南定理和諾頓定理的理解。（2）掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。（3）進(jìn)一步掌握電工儀器儀表的使用方法。二、實驗設(shè)備及材料通用電學(xué)實驗臺，直流穩(wěn)壓電源，直流電壓表、直流電流表（或萬用表），電阻和導(dǎo)線一批。三、實驗原理1、戴維南定理任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，都可以用一個理想電壓源US和內(nèi)阻R0的串聯(lián)電路來表示，其等效電壓源的電動勢US等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載開路電壓

2、UOC，等效內(nèi)阻R0為該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立電源均置零(理想電壓源短路，理想電流源開路)得到的無源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req。US和R0稱為這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電壓源參數(shù)。2、諾頓定理任何一個有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，都可以用一個理想電流源IS和內(nèi)阻R0的并聯(lián)電路來表示，其等效電源的電流IS等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載短路電流ISC，等效內(nèi)阻R0為該網(wǎng)絡(luò)中所有獨立電源均置零后得到的無源網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req。IS和R0稱為這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電流源參數(shù)。3、有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法（1）測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC的方法圖1.2.1 補(bǔ)償法測量電路直接測量 當(dāng)電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)阻時，可直接用電壓表

3、或萬用表的電壓檔測量。補(bǔ)償測量（零示法） 補(bǔ)償測量法適宜測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)。其測量原理如圖1.2.1所示，用高精度可調(diào)穩(wěn)壓電源與被測網(wǎng)絡(luò)輸出進(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，即為被測二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。（2）測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的戴維南等效內(nèi)阻R0的方法 直接測量 對于不含受控源的純電阻性網(wǎng)絡(luò)，其等效內(nèi)阻可以將所有獨立源置零后，直接用萬用表歐姆檔進(jìn)行測量。由于此方法忽略了電源的內(nèi)阻，故誤差比較大。開路電壓-短路電流法 測量開路電壓UOC和短路電流ISC。其等效內(nèi)阻為： (1-2-1) 這種方法適用

4、于UOC較大而且ISC不超過額定值的情況，對含有可控源的網(wǎng)絡(luò)常用此法。 伏安法 若二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很低時，不宜測量其短路電流，則可采用伏安法測量。根據(jù)有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線的斜率tan （圖1.2.2），即為等效內(nèi)阻值： (1-2-2) 測量開路電壓UOC及電流為額定值IN時的輸出電壓UN，則內(nèi)阻為：圖1.2.3 半電壓法測量電路 (1-2-3) 半電壓法 測量電路如圖1.2.3所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓的一半時，負(fù)載電阻即為被測二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。四、實驗內(nèi)容1、戴維南定理的驗證（驗證性實驗）（1）按如圖1.2.4(a)所示連接實驗電路，其中電路元件的參考值為：US=12V，R1=

5、200，R2=300，R3=300，R4=200，負(fù)載電阻RL=240。圖1.2.4 戴維南定理的驗證實驗電路 (a) 驗證實驗電路 (b) 開路電壓測量電路 (c) 短路電流測量電路 (d) 等效電阻測量電路（2）等效參數(shù)的測量測量輸出電流I 用直流電流表（毫安表）測量輸出電流I，將結(jié)果記入表1-2-1。測量開路電壓UOC 將負(fù)載電阻RL開路，如圖1.2.4（b）所示，測量開路電壓UOC，將結(jié)果記入表1-2-1中。測量短路電流ISC 將負(fù)載電阻RL短路，如圖1.2.4（c）所示，測量短路電流ISC，將結(jié)果記入表1-2-1中。測量等效電阻Req(R0) 將負(fù)載電阻RL短路，置US=0，如圖1.

6、2.4（d）所示，用萬用表電阻檔測量等效電阻Req(R0)，將結(jié)果記入表1-2-1。根據(jù)測量電路對以上測量項目進(jìn)行理論計算，將計算結(jié)果記入表1-2-1中，分析誤差并解釋比較結(jié)果。（3）負(fù)載實驗在圖1.2.4(a)實驗電路中，按表1-2-2改變負(fù)載RL，用直流電流表（毫安表）測量輸出電流I。同時用戴維南定理進(jìn)行等效后的電路（等效電壓源US=2.4V , R0=240）計算輸出電流I，將結(jié)果記入表1-2-2中，與測量值比較，分析誤差并解釋比較結(jié)果。表1-2-1 戴維南等效參數(shù)測量數(shù)據(jù)記錄測量項目I /mAUOC /VISC /mAReq /R0= UOC / ISC /測量值計算值相對誤差1-2-

7、2 負(fù)載實驗測量數(shù)據(jù)記錄RL /50100150240400備注I測量等效電壓源US=2.4V R0=240I計算相對誤差實驗注意事項：測量時應(yīng)根據(jù)計算值預(yù)先調(diào)整儀表的合適量程，注意儀表的極性及數(shù)據(jù)表格中“+”、“-”號的記錄。改接線路時，要關(guān)掉電源。電源置零時不能直接將穩(wěn)壓電源兩端短接。正確的方法是：移去電壓源，在原電壓源所接的兩端用導(dǎo)線相連短接。2、諾頓定理的驗證（綜合設(shè)計性實驗）參照的戴維南定理驗證實驗，設(shè)計諾頓定理的驗證實驗。要求給出驗證實驗電路及電路中各元器件的具體參數(shù)，列出實驗所需要的主要設(shè)備和材料，寫出實驗內(nèi)容，設(shè)計相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)記錄表格，并進(jìn)行實驗驗證。五、預(yù)習(xí)要求 1、熟悉實驗原理，了解實驗內(nèi)容，完成表格數(shù)據(jù)記錄及相關(guān)的理論計算。2、