戴維南定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告(0001)

1、1戴維南定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)四戴維南定理亠、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證戴維南定理2、測定線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)的外特性和戴維南 等效電 路的外特性。二、實(shí)驗(yàn)原理戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)， 對(duì)于外電路而言，總可以用一個(gè)理想電壓 源和電阻的串 聯(lián)形式來代替，理想電壓源的電玉 等于原一端口的開路 電壓Uoc,其電阻（又稱等 效內(nèi)阻）等于網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立 源置零時(shí)的入端等 效電阻Req見圖4 1 o線性有o a源二端 網(wǎng)絡(luò) ba被 測 電 路R圖4圖4- 21、開路電壓的測量方法方法一：直接測量法。當(dāng)有源端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻 Rec與電壓表的內(nèi)阻Rv計(jì)時(shí)，可以直接用電壓表測量開 路電壓。方法二：補(bǔ)償法。其測

2、量電路如圖4 2所示， E為高精度的標(biāo)準(zhǔn)電壓源，R為標(biāo)準(zhǔn)分壓電阻箱，G為高 靈敏度的檢流計(jì)。調(diào)節(jié)電阻箱的分壓比，c、d兩端的電 壓隨之改變，當(dāng)Ucd二Uab寸，流過檢流計(jì)G的電流為 零，因此Uab= Ucd =R2/ (R1+ R2) E = KE 式中 K二 R2/(R1+ R2)為電阻箱的分壓比。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電壓E和分壓比K就可求得開路電壓Uab,因?yàn)?電路平衡時(shí)Ig二0,不消耗電能，所以此法測量精度較 高。2、等效電阻ReC勺測量方法對(duì)于已知的線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，其入端等 效電 Req可以從原網(wǎng)絡(luò)計(jì)算得出，也可以通過實(shí)驗(yàn)測出，下 面介紹幾種測量方法：方法一：將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立源都去掉，在

3、 ab端外加一已知電壓U,測量一端口的總電流I總則等 效電阻Req二 U/I總實(shí)際的電壓源和電流源具有一定的內(nèi)阻，它 并不 能與電源本身分開，因此在去掉電源的同時(shí)，也把電源 的內(nèi)阻去掉了，無法將電源內(nèi)阻保 留下來，這將影響測 量精度，因而這種方法只適 用于電壓源內(nèi)阻較小和電流 源內(nèi)阻較大的情況。方法二：測量ab端的開路電壓Uoc及短路電流 Isc則等效電阻Req二 Uoc/Isc這種方法適用于ab端等效電阻Rec較大，而短 路電 流不超過額定值的情形，否則有損壞電源的危險(xiǎn)。披崙電路ao Ob圖43圖4 4方法三：兩次電壓測量法測量電路如圖4 3所示，第一次測量ab端 的 開路Uoc,第二次在a

4、b端接一已知電阻RL （負(fù)載電 阻），測量此時(shí)a、b端的負(fù)載電壓U則a、b端的等效 電阻Req為：Req 二 (Uoc/ U ) -1RL第二種方法克服了第一和第二種方法的缺點(diǎn)和局 限性，在實(shí)際測量中常被采用。3、戴維南等效電路法如果用電壓等于開路電壓Uoc的理想電壓源與等效 電阻RL相串聯(lián)的電路(稱為戴維南等效電路，參見圖4- 4 )來代替原有源二端網(wǎng)絡(luò)，則它的外特性U二f (I )應(yīng) 與有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性 完全相同。實(shí)驗(yàn)原理電路見圖 4-5bo(a(b)圖45在圖 4一 5 (a)中設(shè) El=10V E2=6V, R1=R2=1KQ,根據(jù)戴維南定理將AB以左的電路化簡為戴維南等效 電路。

5、即計(jì)算圖示虛線部分的開路電壓Uoc,等效內(nèi)阻Req及力B直接短路時(shí)的短路電流Isc 之值，填入自擬的表格中。四、儀器設(shè)備1、電路分析實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)2、直流毫安表一只3、數(shù)字萬用表一臺(tái)五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、用戴維南定理求支路電流13,測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc等效電阻Req按圖4-5 (a)接線，經(jīng)檢查無誤后，采用直接測 量法測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoa電壓表內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn) 大于二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Req。用兩種方法測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻ReqA、采用原理中介紹的方法二測量：首先利用上面測得的開路電壓Uoc和預(yù)習(xí)中計(jì)算 出的Reqf古算網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc大小，在Isc之值 不超過直流穩(wěn)壓電源

6、電流的額定值和毫安表的最大量限 的條件下，可直接測出短路電流，并將此短路電流Isc 數(shù)據(jù)記入表格4 一 1中。B、采用原理中介紹的方法三測量：接通負(fù)載電阻 RL調(diào)節(jié)電位器只使R = 1 K Q ,使毫安表短接，測出 此時(shí)的負(fù)載端電壓U并記入 表格4 - 1中。表4 -1項(xiàng)目Uoc (V)U (V)Isc (mAReq數(shù)值取A、B兩次測量的平均值作為Req (L的計(jì) 算在 實(shí)驗(yàn)報(bào)告中完成)2、測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性調(diào)節(jié)電位器R4即改變負(fù)載電阻RL之值，在不同 負(fù)載的情況下，測量相應(yīng)的負(fù)載端電壓和流過負(fù)載的電 流，共取五個(gè)點(diǎn)將數(shù)據(jù)記入自擬的表格 中。測量時(shí)注 意，為了避免電表內(nèi)阻的影響，測 量電壓U時(shí)，應(yīng)將接 在AC、可的毫安表短路，測量電流I時(shí)，將電壓表從/ B端拆除。若米用萬用表 進(jìn)行測量，要特別注意換檔。3、測定戴維南等效電路的外特性。將另一路直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)到等于實(shí)測的開路電壓Uocf 直，以此作為理想電壓 源，調(diào)節(jié)電位器R,使R十民二Req 并保持不變。以此作為等效內(nèi)阻，將兩者串聯(lián)起來組成 戴維南 等效電路。按圖4 5 (b)接線，經(jīng)檢查無誤 后，重復(fù)上述步驟測出負(fù)載電壓和負(fù)載電流