线性有源一端口等效参数的测定(9周)VIP免费

线性有源一端口等效参数的测定一、实验目的1、加深对戴维南定理的理解。2、学习线性有源一端网络等效参数的测量方法。3、学习自拟实验方案，合理设计电路和正确选用元件、设备，提高分析问题和解决问题的能力。二、实验原理1、戴维南定理任何一个线性有源一端口网络，对外部电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替，如图1所示。理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压Uoc，其电阻等于原网络中所有独立电源为零时入端等效电阻Req。外特性等效图1戴维南定理2、等效参数的测量方法（1）开路电压的测量方法。(a)直接测量法。用高内阻电压表直接测量开路电压的方法。条件是当含源一端口网络的等效内阻Req与电压表的内阻Rv相比可以忽略不计（电压表的内阻很大）。图2直接测量法测量电路(b)零位法（补偿法）。采用图3的电路测量开路电压的方法，图3中R为分压器，U为理想电压源，G为高灵敏度检流计，调节分压器输出电压，使流过检流计的电流为零，此时Uab=Ucd。即电压表的示值即为开路电压Uoc。采用这种方法在测量结果中消除了仪表的内阻的影响。测量的结果的准确度与检流计的灵敏度和电压表的准确度有关。图3补偿法测量电路(c)组合测量法。测量线路如图4所示，在被测网路端口接一可变电阻R，测得R两端的电压U1和流过R的电流I1，改变R的阻值，再测相应的U2、I2的值，则可列出方程组：解得：图4（2）等效电阻Req(a)开路电压、短路电流法：测量含源一端口的开路电压Uoc和短路电流Isc,利用下列公式算出Req。这种方法最简便。但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时），不能采用此法。(b）伏安测量法：测量电路如图5，将含源一端口网络中的所有独立源置零，然后在端口处加一给定电压U，测量流入端口的电流I，则等效电阻Req=U/I。图5实际的电压源和电流源都具有一定内阻，它并不能与电源本身分开，因此去掉电源的同时，也把电源的内阻去掉了，这将影响测量精度，因此这种办法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。图5(c)半电压测量法：测量线路如图5所示，测出含源一端口网络的开路电压Uoc以后，在端口处接一负载电阻RL，然后再测出负载电阻的端电压URL，因为：因此入端电阻Req为：这种方法克服了前两种方法的缺点和局限性，在实际测量中常被采用。1、测量线性含源一端口网络的外特性自拟一个线性含源一端口网络电路，测试其外特性（测试方法见实验三），将测量的电流和电压值填在表1内。三、实验内容及步骤：RL（Ω）0100200300500700800∞I（mA）U（V）表１2、测量等效参数。选择合适的测量方法戴维南等效参数Uoc，Req（直接测量法、开路电压短路电流法、组合法等自选一种方法）。3、测量戴维南等效电路的外特性用等效参数组成戴维南等效电路，如图6所示。测量其外特性U=f(I)。将数据填在表2中RL（Ω）0100200300500700800∞I（mA）U（V）表2图6戴维宁等效电路四、实验注意事项1、在实验室取得电阻后应用万用表测量其阻值，电源电压选取应在10V左右。2、可用以上提供的电路，也可用自行设计的电路。每个同学的电路和电阻值都要求不一样，但实验结论应是相同的。3、进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超过量程，仪表的极性亦不可接错。测量时应注意电流表量程的更换。4、用万用表直接测量内阻R0时，电压源置零时不可将稳压源短接。应将电源切断后，在电路板的两点短接。5、用万用表直接测Req时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。6、改接线路时，要关掉电源。五、实验设备1、DGZS-5型电工基础综合实验台中的：（1）直流稳定电源；（2）直流电压表；（3）直流电流表。六、实验报告要求1、根据实验1和3测量结果，在同一张坐标纸上做它们的外特性曲线U=f(I),并分析比较。2、在上述基础上讨论原网络与等效网络之间的等效性。下次实验内容：受控源的研究预习要求：1、复习运算放大器及受控源的有关知识。2、根据电路参数计算各个受控源的控制系数的理论值。3、设计实验任务中的实验数据记录表格。