端网络的戴维南定律

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1、2.2.戴维南定理戴维南定理 一实验目的一实验目的1 1验证验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，戴维南定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；加深对该定理的理解；2 2掌握掌握测量测量有源二端网络等效参数的一般方法。有源二端网络等效参数的一般方法。诺顿定理指出：诺顿定理指出：任何一个任何一个有源二端网络有源二端网络，总可以用，总可以用一个电流源一个电流源I IS S 和一个电阻和一个电阻R RS S并联并联组成的组成的实际电流源实际电流源来来代替，其中：电流源代替，其中：电流源I IS S等于等于这个有源二端网络的短路这个有源二端网络的短路短路短路I ISCSC,内阻内阻R RS S等于该网

2、络中所有独立电源均置零等于该网络中所有独立电源均置零(电电压源短接，电流源开路压源短接，电流源开路)后的等效电阻后的等效电阻R ROO。U US S、R RS S和和I IS S、R RS S称为有源二端网络的等效参数。称为有源二端网络的等效参数。二原理说明二原理说明1戴维南定理和诺顿定理戴维宁定理指出：戴维宁定理指出：任何一个任何一个有源二端网络有源二端网络，总可以用，总可以用一个电压源一个电压源U US S和一个电阻和一个电阻R RS S 串联串联组成的组成的实际电压源实际电压源来来代替，其中：电压源代替，其中：电压源U US S等于这个有源二端网络的开路等于这个有源二端网络的开路电压电压

3、U UOCOC,内阻内阻R RS S等于该网络中所有独立电源均置零等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路电压源短接，电流源开路)后的等效电阻后的等效电阻R ROO。在有源二端网络在有源二端网络输出端开路输出端开路时，用电压表直接测其时，用电压表直接测其输出端的开路电压输出端的开路电压U UOCOC,然后再将其然后再将其输出端短路输出端短路，测其，测其短路电流短路电流I IS S，且内阻为：，且内阻为：若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。（采用下面的方法电流。（采用下面的方法-伏安法伏安法）注意：注意：2 2有源二端网络等

4、效参数的有源二端网络等效参数的测量测量方法方法 (1)(1)开路电压、短路电流法开路电压、短路电流法一种方法一种方法是用电压表、电流表是用电压表、电流表测出测出有源二端网络的有源二端网络的外特性曲线外特性曲线，如图，如图2 22 2所示。其开路电压为所示。其开路电压为U UOCOC，根据外特性曲线根据外特性曲线求出求出斜率斜率tgtg，则内阻为：，则内阻为：另一种方法另一种方法是是测量测量有源二端网络的开路电压有源二端网络的开路电压U UOCOC，以及额定电流以及额定电流I INN和对应的输出端额定电压和对应的输出端额定电压U UNN，如图如图2 22 2所示，则内阻为：所示，则内阻为：(2)

5、(2)伏安法伏安法三实验设备三实验设备4实验电路板（实验电路板（EEL-53G）电阻元件板（电阻元件板（EEL-51 ）1直流数字电压表、直流数字毫安直流数字电压表、直流数字毫安表表 （控制台面板）（控制台面板）2恒压源：恒压源：+5V，12V（控制台面板）（控制台面板）3恒源流：恒源流：0200mA可调（控制台面板）可调（控制台面板）四实验内容四实验内容 实验电路实验电路 图图2-3线路接入稳压源线路接入稳压源US12V和恒流源和恒流源IS20mA及可变电阻及可变电阻RL。.实验步骤实验步骤1先断开先断开RL测测UOC，再短接，再短接RL测测ISC，则则ROUOCIsc，填入下表，填入下表表

6、表 2 -1（二端网络内电阻）（二端网络内电阻）Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc计计 算算测测 量量1测量有源二端网络参数测量有源二端网络参数2负载实验负载实验（负载负载选择电阻元件板选择电阻元件板 EEL-51 ）按图按图2-3改变改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性。阻值，测量有源二端网络的外特性。将测量结果填入表将测量结果填入表2-2中。中。.实验步骤实验步骤2表表 2 -2（负载实验负载实验）RL()990900800700600500400300200100计算计算U(V)计算计算I(mA)测量U(V)测量I(mA)3验证戴维南定理：验证戴维南定理：.实验步骤实验步骤

7、3用用1k电阻（当可变电位器用），将其阻值调整到电阻（当可变电位器用），将其阻值调整到等于按步骤等于按步骤“1”所得的等效电阻所得的等效电阻 R=RS 值，然后值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开时所测得的开路电压路电压U=ES之值）相串联，仿照步骤之值）相串联，仿照步骤“2”测其特性，测其特性，对戴氏定理进行验证。将数据填入表对戴氏定理进行验证。将数据填入表2-3中。中。表表 2 -3（验证戴维南定理验证戴维南定理）RL()990900800700600500400300200100计算计算U(V)计算计算I(mA)测量U(V)测量I(mA)4测

8、定有源二端网络等效电阻测定有源二端网络等效电阻(又称入端电阻又称入端电阻)的其的其它方法：它方法：.实验步骤实验步骤4 将被测有源网络内的所有独立源置零将被测有源网络内的所有独立源置零(将电流源将电流源I去掉，也去掉电压源，并在原电压端所接的两点去掉，也去掉电压源，并在原电压端所接的两点用一根短路导线相连用一根短路导线相连)，然后用伏安法或者直接用万，然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载用表的欧姆档去测定负载R开路后开路后A,B两点间的电两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻阻，此即为被测网络的等效内阻Req或称网络的入端或称网络的入端电阻电阻Ro。五实验注意事项五实验注意事项1测量

9、时，注意电流表量程的更换测量时，注意电流表量程的更换 （取（取20mA档量程）档量程）2改接线路时，要先关掉电源。改接线路时，要先关掉电源。六预习与思考题六预习与思考题1如何测量有源二端网络的开路电压和短路电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流，在什么情况下不能直接测量开路电压和短路电流？电流？2说明测量有源二端网络开路电压及等效内阻的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。几种方法，并比较其优缺点。七实验报告要求七实验报告要求1根据步骤根据步骤2和和3,分别绘出曲线分别绘出曲线,验证戴维南定理验证戴维南定理的正确性的正确

10、性,并分析产生误差的原因。并分析产生误差的原因。2根据实验步骤测得的根据实验步骤测得的Uoc与与Req与预习时电路与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。计算的结果作比较，你能得出什么结论。表表 2 -1（二端网络内电阻）（二端网络内电阻）Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc()仿仿 真真1.583.041520测测 量量1.63.15507参考数据参考数据表表 2 -3（验证戴维南定理验证戴维南定理）(UOC=1.58V,RO=510 )RL()990900800700600500400300200100计算计算U(V)1.0431.0080.9650.9140.8540.

11、7820.6940.5850.4450.259计算计算I(mA)1.0531.1211.2061.3061.4231.5641.7361.9512.2252.59测量U(V)1.051.0250.970.920.860.790.700.590.450.26测量I(mA)1.061.131.221.321.451.591.771.992.272.64表表 2 -2（负载实验负载实验）RL()990900800700600500400300200100计算计算U(V)1.0371.0020.9580.9070.8470.7750.6870.5780.4390.255计算计算I(mA)1.0471.1141.1981.31.4121.551.7191.932.1962.551测量U(V)1.0310.950.900.840.770.680.580.440.25测量I(mA)1.051.121.21.31.421.561.741.952.222.59各位开始实验各位开始实验