戴維寧定理實驗報告.doc

電路原理實 驗 報 告實驗時間：2012/4/26 一、實驗?zāi)康?. 驗證戴維寧定理2. 測定線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)的外特性和戴維寧等效電路的外特性。二、實驗原理戴維寧定理指出：任何一個線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，對于外電路而言，總可以用一個理想電壓源和電阻的串聯(lián)形式來代替，理想電壓源的電壓等于原一端口的開路電壓，其電阻（又稱等效內(nèi)阻）等于網(wǎng)絡(luò)中所有獨立源置零時的入端等效電阻，見圖2-1。圖2-1 圖2-21. 開路電壓的測量方法方法一：直接測量法。當有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻與電壓表的內(nèi)阻相比可以忽略不計時，可以直接用電壓表測量開路電壓。方法二：補償法。其測量電路如圖2-2所示，為高精度的標準電壓源，為標準分壓電阻箱，為高靈敏度的檢流計。調(diào)節(jié)電阻箱的分壓比，、兩端的電壓隨之改變，當時，流過檢流計的電流為零，因此式中為電阻箱的分壓比。根據(jù)標準電壓和分壓比就可求得開路電壓，因為電路平衡時，不消耗電能，所以此法測量精度較高。2. 等效電阻的測量方法對于已知的線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，其入端等效電阻可以從原網(wǎng)絡(luò)計算得出，也可以通過實驗測出，下面介紹幾種測量方法：方法一：將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的獨立源都去掉，在端外加一已知電壓，測量一端口的總電流，則等效電阻。實際的電壓源和電流源都具有一定的內(nèi)阻，它并不能與電源本身分開，因此在去掉電源的同時，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：測量端的開路電壓及短路電流則等效電阻這種方法適用于端等效電阻較大，而短路電流不超過額定值的情形，否則有損壞電源的危險。圖2-3 圖2-4方法三：兩次電壓測量法測量電路如圖2-3所示，第一次測量端的開路，第二次在端接一已知電阻（負載電阻），測量此時、端的負載電壓，則、端的等效電阻為：第三種方法克服了第一和第二種方法的缺點和局限性，在實際測量中常被采用。3. 如果用電壓等于開路電壓的理想電壓源與等效電阻相串聯(lián)的電路（稱為戴維寧等效電路，參見圖2-4）來代替原有源二端網(wǎng)絡(luò)，則它的外特性應(yīng)與有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性完全相同。實驗原理電路見圖2-5b。(a) (b)圖2-5三、預習內(nèi)容在圖2-5(a)中設(shè)=10V，=6V，=1KW，根據(jù)戴維寧定理將AB以左的電路化簡為戴維寧等效電路。即計算圖示虛線部分的開路電壓，等效內(nèi)阻及A、B直接短路時的短路電流之值，填入自擬的表格中。UocReqIsc8V50016mA四、儀器設(shè)備1. 電路分析實驗箱一臺2. 直流毫安表一只3. 數(shù)字萬用表一臺五、實驗內(nèi)容與步驟1. 用戴維寧定理求支路電流測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和等效電阻按圖2-5(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。電壓表內(nèi)阻應(yīng)遠大于二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。用兩種方法測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻A. 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和預習中計算出的估算網(wǎng)絡(luò)的短路電流大小，在之值不超過直流穩(wěn)壓電源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，并將此短路電流數(shù)據(jù)記入表格2-1中。B. 采用原理中介紹的方法三測量：接通負載電阻，調(diào)節(jié)電位器，使=1KW，使毫安表短接，測出此時的負載端電壓，并記入表格2-1中。表2-1項目（V）（V）(mA)（W）數(shù)值8.0175.36315.485506.4取A、B兩次測量的平均值作為（的計算在實驗報告中完成）2. 測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性調(diào)節(jié)電位器即改變負載電阻之值，在不同負載的情況下，測量相應(yīng)的負載端電壓和流過負載的電流，共取五個點將數(shù)據(jù)記入自擬的表格中。測量時注意，為了避免電表內(nèi)阻的影響，測量電壓時，應(yīng)將接在AC間的毫安表短路，測量電流時，將電壓表從A、B端拆除。若采用萬用表進行測量，要特別注意換檔。3. 測定戴維寧等效電路的外特性。將另一路直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)節(jié)到等于實測的開路電壓值，以此作為理想電壓源，調(diào)節(jié)電位器，使，并保持不變，以此作為等效內(nèi)阻，將兩者串聯(lián)起來組成戴維寧等效電路。按圖2-5(b)接線，經(jīng)檢查無誤后，重復上述步驟測出負載電壓和負載電流，并將數(shù)據(jù)記入自擬的表格中。六、實驗結(jié)果與分析1. 應(yīng)用戴維寧定理，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算支路的電流)，并與計算值進行比較。實驗數(shù)據(jù)計算:I3=UOC/(Req+RL)=5.32mA理論計算值 ：I3=U/(Req+RL)=5.33mA2. 在同一坐標紙上作出兩種情況下的外特性曲線，并作適當分析。判斷戴維寧定理的正確性。（1）12345RL(W)1000900800700600U(V)5.3715.1814.9484.7074.328I(mA)5.1995.6976.