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实验三
戴维南定理和诺顿定理实验
一、实验目的
1. 通过实验验证戴维南定理和诺顿定理,加深理解等效电路的概念 2. 学习用补偿法测量开路电压 二、原理 1.戴维南定理:一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻的串联组合等效置换。 诺顿定理:一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口,对外电路来说,可以用一个电流源和电导的并联组合等效电路。 以上等效变换的电路如图3-1
所示。
(a) 线性含源一端口电路
(b) 基于戴维南定理的替代电路 (c) 基于诺顿定理的替代电路
图3-1 等效变换图
2.含源一端口网络开路电压的测量方法 (1)直接测量法: 当电压表内阻Rv相比可以忽略不计时,可以直接用电压表测量器开路电压Uoc。 (2)补偿法:
当电压表内阻Rv相比不可忽略时,补偿法可以消除或减小电压表内阻在测量中产生的误差。
图3-2 3.测量一端口网络输入端等效电阻Ri
(1)测量含源一端口网络的开路电压Uoc和短路电流Isc,则
Ri
Uoc
Isc
(2)将含源一端口网络除源,化为无源网络P,然后按图接线,测量Us和I,则
URis
I
图3-3
三、实验仪器和器材
1. 0-30V可调直流稳压电源 2.直流稳压电源 3. 0~200mA可调恒流源 4. 电阻 5. 电阻箱
6. 交直流电压电流表/电流表 7. 实验电路板 8. 短接桥 9. 导线
四、实验内容及步骤
1. 测量含源一端口网络的外部伏安特性
测量含源一端口网络的外部伏安特性:用电阻箱作为一端口网络的外接电阻RL,如图3-4所示,测量结果在表3-1中。
图3-4
2. 验证戴维南定理
电压源用直流稳压电源代替,调节电源输出电压,使之等于UOC,Ri用电阻箱代替,在CD端接入负载电阻RL,改变电阻值,侧去电流和电压。结果如表3-2所示。
U
RCDRiOC
ISC
图3-5
表3-2 验证戴维南定理
3. 验证诺顿定理
按图3-6接线,构成诺顿等效电路,其中ISC为可调电流源。街上负载电阻RL,改变阻值,测量电流和电压,验证诺顿定理。
图3-6
五、思考题
1. 在同一张坐标纸上画出一端口网络和各等效网络的伏安特性曲线,并做分析比较,说明
如何验证戴维南定理和诺顿定理。
2. 对于图3-2,如果在补偿法测量开路电压时,将C’和D相接,D’与C相接,能否达到
测量电压UCD的目的?为什么?