实验四戴维南定理

2022-09-29 16:08:25 文档大全网 [ 字体：小中大 ] [ 阅读： ]

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实验四戴维南定理

一、实验目的

1．验证戴维南、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解。 2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 3．通过实验证明负载上获得最大功率的条件。二、实验原理

戴维南定理诺顿定理

有源二端网络等效参数的测量（等效

Uoc、Isc 和等效电阻 Ro 的测量）

负载上获得最大功率的条件

1．戴维南定理

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 Us 和一个电阻 Rs 串联组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电源均置零 (电压源短接，电流源开路 )后的等效电阻 Ro。

2．诺顿定理

Is 和一个诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源

电阻 Rs 并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源 Is 等于这个有源二端网络的短路电流 Isc，内阻 Rs 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 Ro。

3、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

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 ,

OC

然后再将其输出端短路，测其短路电流

I ，且内阻为：

SC

（若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。）（ 2）测定有源二端网络等效电阻 Ro

将被测有源网络内的所有独立源置零（即将电流源 Is 和电压源 Us 去掉，原电压源所接的两点短接），然后用万用表的欧姆档去测负载 RL 开路后 a、 b 两点间的电阻值，此值即为被测网络的等效电阻 Ro 或称网络的入端电阻。

4、被测有源二端网络示图

电路图中 R1=220Ω, R2 = R3=820Ω，R4=270Ω，RL 为负载电阻， R0 为等效电阻， Uoc 为开路电压， Us=12V。

四、实验内容

1、测量有源二端网络的等效参数

按电路图接入电源 Us＝12V（用直流电源输出）

（1）测量开路电压 Uoc：在电路中，断开负载 RL，用电压表测量开路电压，

将数据记入表 1 中。

（2）测量短路电流 Isc：在电路中，将负载 RL 短路，用电流表测量电流，

将数据记入表 1 中。计算 Rs＝ Uoc/ Isc，填入表 1 中。

（3）等效电阻 Ro 的测量方法

直接测量法

原网络电压源为零（去掉电压源 Us ，用连接线短接）。直接用万用表的欧姆档测量负载 RL 开路时 a、b 两点间的电阻。此即为被测网络的

等效内阻 Ro，或称网络的入端电阻

表 1

UOC (V)

I SＣ(mA)

Rs。

RS= U OC / I SＣ

Ro

2、戴维南定理的验证

（ 1）原电路的负载实验：按图（ a）连接电路。改变 RL 的阻值，测量含源二

端网络的外特性，将数据填入表 2（原网络）。

（ 2）等效电路的负载实验：按图（ b）连接电路。用 1K? 电位器将阻值调在

Ro 所测定的等效电阻之值，用直流稳压源调在测定的开路电压 Uoc 之值，两者相串联。改变 RL 的阻值，测量其外特性，将数据填入表 2（等效网络）。

（ 3）验证戴维南定理的正确性，其等效电路外特性应与原电路外特性等效。 3、验证负载上获得最大功率的条件

利用测得的 UL 和对应的 RL，计算不同 RL 值时负载上获得的功率 : PL=UL 2/ RL，将计算的 PL 填入表 2。说明获得最大功率的条件，画出功率传输曲线图。

表 2

五、实验报告要求

1、计算有源二端网络的等效参数 Ro、 Uoc、 Isc 、Us、 Rs；

2、根据表 2 的数据，画出二端网络等效电路的外特性曲线 , 验证戴维南定理

的正确性；

3、计算 PL，说明负载上获得最大功率的条件。