戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验报告)

戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验报告)

实验二、戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定 实验时间： 2018年 5月 9 日（必须填写） 实验概述 【实验目的及要求】 1、验证戴维南定理的正确性。 2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 【仪器及用具】（含厂家） 可调直流稳压电源，可调直流恒流电源，直流数字电压表， 直流数字毫安表，万用电表，电位器 【实验原理】（含主要定律公式和主要图表） 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，此电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压UOC，其等效内阻R0等于该网络中所有源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。 UOC和R0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、短路电流法 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，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流ISC，则内阻为 9

RO=U OCISC (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tgφ，则内阻 RO=tgφ=ΔUU OCΔIISC 用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压值UN，则内阻为 UU RO= OCNIN 若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。 图 3-1 图 3-2 (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(由电阻箱的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。 实验内容 【实验方案设计】（主要测量及调节方法）

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被测有源二端网络如图3-4(a)所示。 (a) (b) 图3-4 【实验主要过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等） 1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的UOC和R0。 按图3-4(a)电路接入稳压电源ES和恒流源IS及可变电阻箱RL，测定 UOC和R0。 2. 负载实验 按图3-4(a)改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性。 3. 验证戴维南定理 用一只1KΩ的电位器，将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压UOC之值）相串联，如图3-4(b)所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。 4. 测定有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的其它方法：将被测有源网络内的所有源置零(将电流源IS断开；去掉电压源，并在原电压端所接的两点用一根短路导线相连)，然后用伏

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安法或者直接用万用电表的欧姆档去测定负载RL开路后输出端两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R0或称网络的入端电阻Ri。 【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位） UOC(v) 4.03 表3-3（负载试验） RL(Ω) 0 ∞ U(v) 0.27 1.26 1.36 1.44 1.56 1.67 1.74 1.86 表3-2 ISC(mA) R0=UOC/ISC(Ω) 12.06 334.16 I(mA) 11.51 8.33 8.03 7.81 7.45 7.12 6.91 6.53 表3-3（验证戴维南定理） RL(Ω) 0 ∞ U(v) 2.61 2.68 2.74 2.81 2.85 2.90 2.95 3.01 I(mA) 4.10 3.90 3.72 3.52 3.41 3.29 3.13 2.95 【数据处理及结果】 13

【讨论】 1. 注意测量时，电流表量程的更换。 2. 用万用电表直接测R0时，网络内的源必须先置零，以免损坏万用电表，其次，欧姆档必须经调零后再进行测量，改接线路时，要关掉电源。 指导教师评语及成绩 【评语】实验报告格式规范（是（ ），否（ ））； 数据处理正确（是（ ），否（ ））; 实验方案设计合理（是（ ），否（ ））。很好。 成绩： 指导教师签名： 批阅日期：2017年 月 日 预习报告张贴处

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