戴维宁定理和有源二端网络等效参数的测定VIP专享VIP免费

戴维宁定理和有源二端网络等效参数的测定电信132班33张世东【实验目的】1.验证戴维宁定理的正确性。2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。【实验设备和材料】1.KHDL-1型电路实验箱。2.MF-500型万用表。3.数字万用表。【实验原理】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，总可以用一个等效电压源来代替，次电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源都置零（理想电压源短路，理想电流源开路）时的等效电阻。Uoc和Ro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）开路电压法、短路电流法（二端网络内阻很低时，不宜采用此法）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，然后再用电流表直接接到输出端测其短路电流Isc，则内阻为:R0UOCISC（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。根据外特性曲线求出斜率tanΦ，则内阻为：R0tanΦΔUUOCΔIISC(3)半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻RL即为被测有源二端网络的等效内阻值。【实验内容】1.用开路电压、短路电流法则测戴维宁等效电路的UOC和R:0实验电路KHDL-1型电路试验箱左侧”戴维宁定理“框内，如图1所示。（1）电压U直接取自试验箱下方+12V电源；将数字万用表红表笔插入电流表”+“孔，黑表笔插入”a“孔，数字万用表置直流20V档，打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察将数字万用表电压数据UOC记入表1中。（2）关闭KHDL-1型电路实验箱各相关电源开关，将实验箱下方直流数字哈南表（20mA）代替数字万用表位置，打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察并将直流数字毫安表数据ISC记入表1中。（3）根据表1数据计算有源二端网络电路的内阻，将它填入表中。UOC（V）ISC（mA)UOC(Ω)R0ISC4.06V11.48mA354Ω表12.有源二端网络电路的负载外特性的测试:（1）实验电路参考图1:“a”,“b”两孔用导线连通，直流数字毫安表（20mA档）仍串入电流表位置；用数字万用表直流20V档并接在负载电阻两端测电压；负载电阻用试验箱右下角可变电阻，先测RL=0时的电压和电流，然后再接入负载电阻并按表2要求逐渐改变负载电阻阻值，将测得的电压和电流填入表2中。RL(k012345678910∞02.993.443.633.733.793.843.873.893.913.931.731.220.940.760.640.55Ω)U(V)0I（mA）11.473.020.470.430.394.07表2（2）根据表2数据画出有源二端电路的负载外特性曲线。3.验证戴维宁定理：（1）参阅表1的数据，在KHDL-1型电路实验箱上搭建如图2所示实验电路。其中：UOC用实验箱下方直流稳压电源，将“输出粗调”置0~10V档，先将数字万用表（直流20V档）插入“0~30V”插孔内，调“输出细调”使其显示为UOC值，然后接入电路；“戴维宁定理”框内1k电位器，先用数字万用表（欧姆2k档）调准表用实验箱上的的直流数字毫安表（20mA档）串入电路；负载电阻变电阻；电压表数字万用表（直流20V档）并联在负载电阻0R用试验箱0R再接入电路；电流LR用实验箱右下角可RL两端测电压、（2）打开实验箱各相关电源开关，按表3要求测量，将数据域表2相比较，验证戴维宁定理的正确性。RL012345678910∞（kΩ）U（V）02.943.413.603.713.873.823.853.883.903.914.06I(mA）10.812.971.721.210.930.760.640.550.490.430.390表34.用万用表直接测量有源二端昂罗的内阻：将实验箱“戴维宁定理”框内电压源US断开，在原先US位置用导线连接，再用数字万用表（欧姆2k档）直接插入图2中电流表“+”孔和“a”孔，测出二段网络的内阻。内阻为：334Ω【思考题】1.给一线性有源一端口网络在不测ISC和UOC的情况下，如何用实验方法求的其等效参数？答：2.实际电压源于实际电流源等效变换的条件是什么？所谓“等效”是对谁而言？电压源和电流源能否等效变换？答：所谓‘等效’是对电路及电路运行产生相同作用而言。可以等效变换。3.在什么情况下才可以用欧姆表测量有源二端网络的等效电阻？答：在有源网络断电且电容器件完全放电的前提下，才可测其等效电阻。4.说明测有源二段网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。答：开路电压，墩路电流法、伏安法、半电压法、零示法