实验三戴维南定理
报告
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戴维南定理(有源二端网络等效参数的测定) 一、 实验目的
戴维南定理的正确性。 1、 验证
2、 掌握测量有源二端网络等效参数的一般办法。
二、 原理
说明
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1、 任何一个线性含源网络,如果仅研究其中的一条支路的电压和电流,则可
以将电路的其余部分看作是一个有源二端网络,或者称为含源——端口网
络,。
戴维南定理指出,任何一个线性有源网络,总可以用一个等效电压源来代
EU替,此电压源的电动势等于这个有源二端网络的开路电压,其等效soc
R内阻等于该网络中所有独立源均置零,理想电压源视为短接,理想电0
流源视为开路,时的等效电路。
UR和称为有源二端网络的等效参数。 oc0
2、 有源二端网络等效参数的测量方法
,1, 开路电压、短路电流法
U在有源二端网络输出端开路时,用电压表直接测量其输出端的开路电压,然oc后再将其输出端短路,用电流表测其短路电
UocI流,则内阻为: R,sc0Isc
,2, 伏安法
用电压表、电流表测出有源二端网络的外特
性如图3-1所示,根据外特性曲线求出斜率
tan,则内阻:
,UUocR,,, tan,0,IIsc
IU用伏安法,主要是测量开路电压及电流为额定值时的输出端电压,则内阻NN为:
U,UocN R,0IN
若二端网络的内阻值很低时,则不宜测其短路电流。
,3, 半电压法
如图3-2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, 零示法
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
3-3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与有源二端网络的开路电压相等时,电压表的读数将为“0”,然后电路断开,测量此时稳压电源的输出电压,即为有源二端网络的开路电压。
三、 实验设备
序号 名称 型号与规格 数量 备注
1 可调直流稳压电源 0-10V 1
2 直流电压表 1
3 直流毫安表 1
4 万用电表 1
5 电位器 1k/1w 1
四、 实验内容
被测有源二端网络如图3-4(a)所示。
UR1、 用开路电压法、短路电流法测定戴维南等效电路的和 oco
EUR按图3-4,a,电路接入稳压电源,测定和 soco
UIR,UI,V, (mA) (Ω) ocscoocsc
2、 负载实验
R按图3-4,a,改变阻值,测量有源二端网络的外特性。 L
R(KΩ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L
U(V)
I(mA) 3、 验证戴维南定理
R用一个1KΩ的电位器,将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻的值,o
U然后令其与直流稳压电源,调到步骤“1”所测得的开路电压之值,相串联,oc如图3-4,b,所示,仿照步骤“2”测其外特性,对戴维南定力进行验证。
R(KΩ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 L
U(V)
I(mA) 4、 直接用万用表的电阻挡测量有源二端网络的等效电阻,将被测有源网络内
的所有独立源置零,去掉电压源,并在原电压端所接的两点用导线短路,,
R然后用万用表的电阻挡直接测量有源二端网络的等效电阻 o
五、 数据记录及处理
UR1、 用开路电压法、短路电流法测定戴维南等效电路的和 oco
UIR,UI,V, (mA) (Ω) ocscoocsc
5.98 17.6 339.8 2、 负载实验
采用最小二乘法处理,令 U,KI,b
R(KΩ) 0 1 1.5 2 2.5 3 求和 L
24.48 U(V) 0 4.26 4.78 5.04 5.12 5.28
31.62 I(mA) 17.6 4.28 3.19 2.57 2.14 1.84
20 18.15 22.85 25.40 26.21 27.88 120.5 U i
2309.8 18.32 10.18 6.605 4.580 3.386 352.8 I i
0 18.23 15.25 12.95 10.96 9.715 67.11 I,U ii
2IUIIU,352.8,24.48,31.62,67.11,,,,iiiii b,,,5.832222nII,(),,6,352.8,31.62,,ii
nIUIU,6,67.11,31.62,24.48,,,iiii K,,,,0.3325222nIU,(),,6,352.8,31.62,,ii
2I(),i222sIII ,(,),,,352.8,31.62,6,186.1626,,IIiin
2U(),i222sUUU ,(,),,,120.5,24.48,6,20.6216,,UUiin
IU,,iisIIUUIU ,(,)(,),,,67.11,31.62,24.48,6,,61.8996,,IUiiiin
2UbKI(,,),ii ,,,0.086793,0.09Un,2
0.09,u ,,,0.006596,0.007,ks186.1626II
2I352.8,i ,,,,0.007,,0.0537,0.06bkn6
,,r,,k,0.333,0.007k,U,,,rI比照全电路欧姆定律有,等效内阻
电源电动势 ,,b,5.83,0.06V
3、 验证戴维南定理
R(KΩ) 0 1 1.5 2 2.5 3 求和 L
0 4.28 4.82 5.12 5.30 5.40 31.9 U(V)
17.6 4.36 3.26 2.62 2.18 24.92 I(mA) 1.88
20 18.32 23.23 26.21 28.09 29.16 354.5 U i
2309.8 19.01 10.63 6.864 4.752 3.534 125.0 I i
0 18.66 15.71 13.41 11.55 10.15 69.49 UI ii
2IUIIU,,,,,iiiii b,,5.964322nII,(),,ii
nIUIU,,,,iiii K,,,0.3406222nIU,(),,ii
2I(),i22sIII,(,),,,185.0 ,,IIiin
2(U),i22 s,(U,U),U,,21.51,,UUiin
IU,,iisIIUUIU ,(,)(,),,,,62.99,,IUiiiin
2UbKI(,,),ii ,,0.118,0.12,Un,2
,u ,,0.00869,0.009,ksII
2I,i ,,0.06687,0.07,,bkn
,,r,,k,0.341,0.009k,U,,rI,比照全电路欧姆定律有,等效内阻
,,b,5.96,0.07V电源电动势
4、直接使用万用电表的欧姆档测量,得
六、 结果报道与误差
分析
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