戴维宁定理实验报告-2

戴维宁定理实验报告-2戴维宁定理实验报告-2 《电路原理》实验报告实验时间:2012/4/26 一、实验目的 1. 验证戴维宁定理 2. 测定线性有源一端口网络的外特性和戴维宁等效电路的外特性。二、实验原理戴维宁定理指出:任何一个线性有源一端口网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压，其电阻(又称等效内阻)等于网络中所有独立源置零时的入端等Uoc R，见图2-1。效电阻eq caG被R1++测a线性有UocER2--电源二端Req路b网络db...

戴维宁定理实验报告 -2 《电路原理》实验报告实验时间:2012/4/26 一、实验目的 1. 验证戴维宁定理 2. 测定线性有源一端口网络的外特性和戴维宁等效电路的外特性。二、实验原理戴维宁定理指出:任何一个线性有源一端口网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压，其电阻(又称等效内阻)等于网络中所有独立源置零时的入端等Uoc R，见图2-1。效电阻eq caG被R1++测a线性有UocER2--电源二端Req路b网络db R 图2-1 图2-2 1. 开路电压的测量方法 RR方法一:直接测量法。当有源二端网络的等效内阻与电压表的内阻相eqv比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。 ER方法二:补偿法。其测量电路如图2-2所示，为高精度的标准电压源，为 dGc标准分压电阻箱，为高灵敏度的检流计。调节电阻箱的分压比，、两端的 GU,U电压随之改变，当时，流过检流计的电流为零，因此 cdab R2U,U,E,KE abcdR，R12 R2式中为电阻箱的分压比。根据标准电压和分压比就可求得EKK,R，R12 开路电压，因为电路平衡时，不消耗电能，所以此法测量精度较高。 UI,0abG 2. 等效电阻的测量方法 Req 对于已知的线性有源一端口网络，其入端等效电阻可以从原网络计算得Req 出，也可以通过实验测出，下面介绍几种测量方法: abU方法一:将有源二端网络中的独立源都去掉，在端外加一已知电压， U测量一端口的总电流，则等效电阻。 IR,eq总I总实际的电压源和电流源都具有一定的内阻，它并不能与电源本身分开，因此在去掉电源的同时，也把电源的内阻去掉了，无法将电源内阻保留下来，这将影响测量精度，因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。 ab方法二:测量端的开路电压及短路电流则等效电阻 UIocsc Uoc R,eqIsc abR这种方法适用于端等效电阻较大，而短路电流不超过额定值的情形，eq 否则有损坏电源的危险。 a a+U被oc-R测LUVRL电Req路b b 图2-3 图2-4 方法三:两次电压测量法 ababU测量电路如图2-3所示，第一次测量端的开路，第二次在端接一已oc bUbaaR知电阻(负载电阻)，测量此时、端的负载电压，则、端的等效电L R阻为: eq U,,oc R,,1R,,eqLU,, 第三种方法克服了第一和第二种方法的缺点和局限性，在实际测量中常被采用。 3. 如果用电压等于开路电压的理想电压源与等效电阻相串联的电路RUeqoc (称为戴维宁等效电路，参见图2-4)来代替原有源二端网络，则它的外特性应与有源二端网络的外特性完全相同。实验原理电路见图2-5b。 U,f(I) ACmAmAQN I3R5100Ω12RR3510ΩR3RΩ5101KΩ1KΩRcqVRLVRL1KΩR6++1KΩ1KREER1244Ω--10V6VQ'+ocUM-B (a) (b) 图2-5 三、预习内容在图2-5(a)中设=10V，=6V，=1K,，根据戴维宁定理将AB以EER,R1212 左的电路化简为戴维宁等效电路。即计算图示虚线部分的开路电压U，等效内ocR阻I及A、B直接短路时的短路电流之值，填入自拟的表格中。 eqsc Uoc Req Isc 8V 500Ω 16mA 四、仪器设备 1. 电路分析实验箱一台 2. 直流毫安表一只 3. 数字万用表一台五、实验内容与步骤 1. 用戴维宁定理求支路电流 I3 测定有源二端网络的开路电压和等效电阻 RUeqoc 按图2-5(a)接线，经检查无误后，采用直接测量法测定有源二端网络的开路电压。电压表内阻应远大于二端网络的等效电阻。 RUeqoc 用两种方法测定有源二端网络的等效电阻 Req A. 采用原理中介绍的方法二测量: 首先利用上面测得的开路电压和预习中计算出的估算网络的短路电RUeqoc 流大小，在之值不超过直流稳压电源电流的额定值和毫安表的最大量限的IIscsc 条件下，可直接测出短路电流，并将此短路电流数据记入表格2-1中。 Isc B. 采用原理中介绍的方法三测量: 接通负载电阻，调节电位器，使=1K,，使毫安表短接，测出此时RRRL4L U，并记入表格2-1中。的负载端电压表2-1 U项目 (V) R(,) (V) (mA) UIeqocsc 数值 8.017 5.363 15.485 506.4 R 取A、B两次测量的平均值作为(I的计算在实验报告中完成) eq3 2. 测定有源二端网络的外特性调节电位器即改变负载电阻之值，在不同负载的情况下，测量相应的RR4L 负载端电压和流过负载的电流，共取五个点将数据记入自拟的表格中。测量时注 U意，为了避免电表内阻的影响，测量电压时，应将接在AC间的毫安表短路， I测量电流时，将电压表从A、B端拆除。若采用万用表进行测量，要特别注意换档。 3. 测定戴维宁等效电路的外特性。 U 将另一路直流稳压电源的输出电压调节到等于实测的开路电压值，以此oc R，R,RR作为理想电压源，调节电位器，使，并保持不变，以此作为等效56eq6 内阻，将两者串联起来组成戴维宁等效电路。按图2-5(b)接线，经检查无误后，重复上述步骤测出负载电压和负载电流，并将数据记入自拟的表格中。六、实验结果与分析 1. 应用戴维宁定理，根据实验数据计算支路的电流))，并与计算值进行比较。R3 实验数据计算:I3=UOC/(Req+RL)=5.32mA 理论计算值 :I3=U/(Req+RL)=5.33mA 2. 在同一坐标纸上作出两种情况下的外特性曲线，并作适当分析。判断戴维宁定理的正确性。 (1) 1 2 3 4 5 RL(,) 1000 900 800 700 600 5.371 5.181 4.948 4.707 4.328 U(V) 5.199 5.697 6.108 6.608 7.331 I(mA) (2) 1 2 3 4 5 RL(,) 1000 900 800 700 600 U(V) 5.318 5.123 4.894 4.650 4.314 I(mA) 5.061 5.479 6.038 6.498 7.129 外特性曲线 8 6 等效前4I/mA等效后 2 0 0123456 U/V

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