戴维南定理的验证
戴维南定理的验证
一、实验目的
1、验证戴维南定理的正确性,加深对该定理的理解。 2、掌握测量线性有源二端网络等效参数的一般方法。 3、加深对等效电路概念的理解。
4、减小仪表对测量结果影响的实验方法。 二、实验仪器及设备
直流数字电压表、直流毫安表、恒压源、恒流源、电阻箱 三、实验原理
1、戴维南定理:任何一个线性含源的电路,如果仅研究其中一条支路的电流,则可将该支路从电路中分出来,把电路的其余部分看作一个含源二端网络。戴维南定理指出:任何一个有源二端网络,总可用一个电压源Us和一个电阻Rs串联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源均置零(电压源短接,电流源开路)后的等效电阻R0
Us和Rs称为二端网络的等效参数。
有源二端网络等效参数的测量方法:
(1)开路电压短路电流方法:有源二端网络输出端开路时,用电压表直接测出其输出端的开路电压UBC,然后再将其输出端短路,测其短路电流ISC,内阻为RS
源二端网络的内阻很低时,则不宜测短路电流。
UOCISC
,若有
a
a
(2)伏安法:用电压表,电流表测出有源二端网络的外特性曲线,如图a所示。开路电压
为Uoc,根据曲线求出斜率tan φ,内阻为Rstan
u I
(3)半电压法:如图所示,当负载电压为被测网络开路电压UOC一半时,负载电阻RL的大小(由电阻箱确定)即为被测有源二端网络的等效内阻Rs
(4)入端电阻法:入端等效电阻
Ri,可根据端口网络除(电压源短路,电流源开路,保
留内阻)的开源网络通过计算求得,也可测出①测量含源一端口网络的开路电压UOC和短路电流ISC,则Ri
UOCISC
②将含源一端口网络除源化为开源网络P,然后按C接代,测
出Us和I,则Ri
USI
四、实验内容:1、开路电压短路电流法测量有源二端网络的等效参数
(1)测开路电压Uoc在图1中,断开负载RL,用电压表测1,2端电压,记入表内。
(2)测短路电流ISC在1中,将RL短路,用电流表测电流,记入表内 (3)计算等效参数R
2、伏安法测量等效参数:测量有源二端网络的外特性曲线,在图1中用电阻箱改变RL,逐点测量对应的电压、电流,记入表内,计算R
3、验证外特性曲线(有源二端网络)
(1)绘制有源二端网络外特性曲线,根据Ⅱ绘制外特性曲线 (2)测量有源二端网络等效电路的外特性
等效电路如图3,图中,电压源E用恒压源的可调稳压输出端,调整到Ⅰ中的Uoc数据,内阻R0,按表格Ⅰ中计算出来的R0,选固定电阻然后用电阻箱改变RL的阻值,逐点测对应的电压、电流记入表中。
4、入端电阻法:将含源一端口网络除源化为无源网络P,然后按C接线测量Us和I,记入表中
五、实验数据处理
1、开路电压短路电流法测量有源二端网络的等效参数 数据如下:
3入端电阻法
六、误差分析: 七、实验心得