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1、中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告课程名称：电工电子学实验名称：含源二端网络的输出特性及等效参数的测定实验形式：在线模拟+现场实践提交形式：在线提交实验报告学生姓名：学号年级专业层次：13春油气储运专业网络春专升本学习中心：青岛校区学习中心提交时间：2013年 _月日一、实验目的1. 通过实验加深对戴维宁定理和等效变换概念的理解。2. 学会线性有源二端网络的输出特性及等效参数的测量方法。二、实验原理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（或称为含源二端口网络）。戴维宁定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源US和一
2、个电阻RS串 联组成的实际电压源来代替，其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC,内 阻RS等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短路，电流源开路）后的等效电阻R0。 Uoc （Us）和R0称为有源二端网络的等效参数。1. 外特性及其测量方法U閣2线性含源网络的外特性含源二端网络的两个输出端上的电压和电流关系称为输出特性或外特性。它可通过在网 络输出端接一个可变电阻R作负载，给电阻R取不同数值时测出电压和电流而得到。对线 性二端网络，此特性为一直线，如图2所示。含 源丁I图1含源网络外特性的测量电路閣对应于A点，I = 0，U = Uoc （此电压称为开路电压），相当于Rts时。对
3、应于B点，U = 0， I = Isc （此电流称为短路电流），相当于R= 0时。2. 对于线性含源二端网络，可以用实验方法测出网络的开路电压，而网络除源后的等 效电阻Ro,可以用以下方法测定。（1）开路电压、短路电流法测R0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U ,然后再将其ocUoc 斑= 输出端短路，用电流表测其短路电流I，则等效内阻为sc如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。（2）伏安法测R用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图3所示。根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻Au UocRfl=tgq）=Al I s
4、c也可以先测量开路电压u,再测量电流为额定值I时的输出端电压值U，则内阻为ocNNUoc-UH艮）=In（3）半电压法测R如图3所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，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。4被测有源网络（4）零示法测Uc在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时,用电压表直接测量会造成较大的误差。为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图4所示。刃US被测有源网络稳压电源二、实验设备1. DG0112.万用表 3. DG0534. DY031四、实验内容及步骤3.重新调节电源，使等效电路的电源电压肝等于含源时开路电压。1.测量电压，使直流稳
5、压电源输出10V电压。2.4.图6戴维宁等效电路按下图6等效电路连接线路；接通电源，测量数据；填入数据表格1。表1实验数据表格R010020040060080oo含源U (V)电路I (mA)等效U (V)电路I (mA)五、实验数据及分析表1实验实测数据R0100200400600800oo含源U (V)0.081.332.273.314.034.557.14电路I (mA)15.6112.8510.80&476.895.740等效U (V)0.111 4.243.324.034.537.14电路I (mA)15.4912.5610.80&426.855.760六、实验结论1、含源二端线性网
6、络可以使用一个实际的电压源模型代替。2、等效电压源的电压是：含源网络负载开路时的开路电压。3、等效电压源内阻为：含源网络除源后，端口开路电阻。七、思考题1、说明测量有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。？答：方法有：开路电压Uoc的测量方法、短路电流Isc的测量方法；其优缺点比较如下：开路电压Uoc的测量方法直接测量法直接测量法是在含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,如 图8-1(a)所示。它适用于等效内阻Ro较小，且电压表的内阻RvR。的情况下。(a)克棲测量!fe(RvRo)(b)零nr(RvRo)零示法在测量具有高内阻(RoRv)含源二端
7、网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大 的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图8-1(b)所示。零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的输出 电压Es与有源二端网络的开路电压Uoc相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开, 测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压。短路电流Isc的测量方法 直接测量法：是将有源二端网络的输出端短路，用电流表直接测其短路电流Isc。此方法 适用于内阻值Ro较大的情况。若二端网络的内阻值很低时，会使Isc很大，则不宜直接测 其短路电流。 间接计算法：是在等效内阻Ro已知的情况
8、下，先测出开路电压Uoc，再由Isc=Uoc/Ro计算得出。等效内阻Ro的测量方法 直接测量法：将有源二端网络电路中所有独立源去掉，用万用表的欧姆档测量去掉外电路 后的等效电阻Ro 加压测流法：将含源网络中所有独立源去掉，在开路端加一个数值已知的独立电压源E, 如图8-2所示，并测出流过电压源的电流I,则Ro = E/I无源二揣网络Ro,根据测出的开路电压和短路电流值进行计算：Ro=Uoc/Isc 伏安法伏安法测等效内阻的连接线路如图8-3（单所示,先测出有源二端网络伏安特性 如图佩）所示，再测出开路电压UOc 及电流为额定值In时的讯端电压值UN,根据外特性曲线中的几何关系，则内阻为Ro二t
9、 g 二(2)1（d）建撬魏堆制执妾錚性 半电压法图8-3戎當竭崗爭敷由纽调被测有源二端网络的负载电阻RL，当负载电压为被测有源二端网络开路电压Uoc的一半 时，负载电阻值（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。 外加电阻法：先测出有源二端网络的开路电压Uoc，然后在开路端接一个已知数值的电阻r,并测出其端 电压Ur,则有：实际电压源和电流源都具有一定的内阻，不能与电源本身分开。所以在去掉电源时，其内阻也去掉了，因此会给测量带来误差。2、如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路电压和 短路电流？答：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U ,然后再将其0CUoc 碍= 输出端短路，用电流表测其短路电流I，则等效内阻为1孔sc如果二端网络的内阻很小,若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。
含源二端网络的输出特性及等效参数的测定实验报告
