戴维南等效电路

戴维南等效电路实验六戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定一,实验目的 1 2(掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二,实验原理 1(戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出:任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U和一个电阻R串联SS组成的实际电压源来代替，其中:电压源U等于这个有源二端网络的开路电压U, 内阻RSOCS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R。 O 诺顿定理指出:任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源I和一个电阻R并联组SS成的实际电流源来代替，其中:电...

实验六戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定一,实验目的 1 2(掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二,实验原理 1(戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出:任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U和一个电阻R串联SS组成的实际电压源来代替，其中:电压源U等于这个有源二端网络的开路电压U, 内阻RSOCS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R。 O 诺顿定理指出:任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源I和一个电阻R并联组SS成的实际电流源来代替，其中:电流源I等于这个有源二端网络的短路电源I, 内阻R等SSCS于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R。 O U、R和I、R称为有源二端网络的等效参数。 SSSS 2 U (1) UOC UN在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U, 然后再将其OCU 输出端短路，测其短路电流I，且内阻为: ,S ISCIINUOCR,。 S图6-1ISC 若有源二端网络的内阻 (2) 一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图6,1所示。开路电压为U，根据外特性曲线求出斜率tg,，则内OC 阻为: 有源网络 ,UR,,。 tg,S,I UOCUOCV另一种方法是测量有源二端网络的开路电压 USU，以及额定电流I和对应的输出端额定电压 OCN U,UOCNR,U，如图6,1所示，则内阻为:。 NS图6-2IN (3) 如图6,2所示，当负载电压为被测网络开路电压U一半时，负载电阻R的大小(由OCL 电阻箱的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻R数值。 S (4) 在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示有源网络测量法，如图6,3所示。零示法测量原理是用V 一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比电US较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路压 US源电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时恒压源的输出电压U，即为被图6-3测有源二端网络的开路电压。三,实验设备 1(直流数字电压表、直流数字电流表 2(恒压源(双路0,30V可调。) 3(恒源流(0,200mA可调) 4(NEEL,11下组件或EEL,51、EEL,52、EEL,53或MEEL—05、MEEL—06 四,实验内容被测有源二端网络如图6-4所示. 1(图6-4线路接入恒压源U,12V和恒流源I,20mA及可变电阻R。 SSL 510,,330 S1ISRL510, 10, 通断+USS2图6-4 测开路电压U:在图6,4电路中，断开负载R，用电压表测量开路电压U，将数OCLOC 据记入表6,1中。测短路电流I:在图6,5电路中，将负载R短路，用电流表测量短路电流I，将数,,SLS 据记入表6,1中。表6-1 Uoc(V) Isc(mA) Rs=Uoc/Isc 1.559 3.00 520 2 测量有源二端网络的外特性:在图6,4电路中，改变负载电阻R的阻值，逐点测量对L 应的电压、电流，将数据记入表6,2中。并计算有源二端网络的等效参数U和R SS 表6-2 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100 R(,) L U(V) 1.024 0.990 0.947 0.896 0.838 0.767 0.68 0.575 0.435 0.252 I(mA) 1.02 1.08 1.17 1.27 1.38 1.52 1.68 1.89 2.16 2.51 3(验证戴维南定理有源网络mA 有源网络mA V USISV (a)(b)图6-5 测量有源二端网络等效电压源的外特性:图6,5(a)电路是图6,4的等效电压源电路，图中，电压源U用恒压源的可调稳压输出端，调整到表6,1中的U数值，内阻R按表SOCS6,1中计算出来的R(取整)选取固定电阻。然后，用电阻箱改变负载电阻R 的阻值，SL逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表6,3中。表6-3 R(,) 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100 L U(V) 1.023 0.988 0.945 0.896 0.836 0.764 0.677 0.570 0.433 0.255 I(mA) 1.02 1.08 1.17 1.26 1.38 1.51 1.68 1.88 2.11 2.49 测量有源二端网络等效电流源的外特性:图6,5(b)电路是图6—4的等效电流源电路，图中，电流源I用恒流源，并调整到表6,1中的I数值，内阻R按表6,1中计算出来的SSCS R(取整)选取固定电阻。然后，用电阻箱改变负载电阻R 的阻值，逐点测量对应的电压、SL 电流，将数据记入表6,4中。表6,4 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100 R(,) L U(V) 1.036 1.002 0.960 0.908 0.847 0.775 0.689 0.578 0.437 0.257 AB I(mA) 1.03 1.10 1.18 1.28 1.40 1.53 1.70 1.91 2.18 2.52 4(测定有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的其它方法:将被测有源网络内的所有独立源置零(将电流源I去掉，也去掉电压源，并在原电压端所接的两点a 用一根短路导线, 相连)，然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载R开路后A,B两点间的电阻，, 此即为被测网络的等效内阻Req或称网络的入端电阻R。 1 Req== (,) 5(用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻R及其开路电压Uoc. S 五,实验注意事项 1 2(改接线路时，要关掉电源。六,预习与思考题 1(如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路电压和短路电流, 2(说明测量有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。七,实验报告要求 1(回答思考题; 2(根据表6,1和表6,2的数据，计算有源二端网络的等效参数U和R; SS3(根据半电压法和零示法测量的数据，计算有源二端网络的等效参数U和R; SS4(实验中用各种方法测得的U和R是否相等,试分析其原因; OCS 5(根据表6,2、表6,3和表6,4的数据，绘出有源二端网络和有源二端网络等效电路的外特性曲线, 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性; 6(说明戴维南定理和诺顿定理的应用场合。

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