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1、实验三 戴维南定理(有源二端网络等效参数的测定)uu一、实验目的 1.验证戴维南定理的正确性，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。uu二、原理说明二、原理说明 1.1.任何一个线性含源网络，如果仅研究其中任何一个线性含源网络，如果仅研究其中任何一个线性含源网络，如果仅研究其中任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络，也称为单口网络。看作是一个有源二端网络，也称为单口网络。看作是一个有
2、源二端网络，也称为单口网络。看作是一个有源二端网络，也称为单口网络。N即：N+UocNI=0+Uoc+URoI+UNoRoI开路电压戴维南等效电阻戴维南定理戴维南定理戴维南定理戴维南定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势UsUs等于这等于这等于这等于这个有源二端网络的开路电压个有源二端网络
3、的开路电压个有源二端网络的开路电压个有源二端网络的开路电压UocUoc，其等效内阻，其等效内阻，其等效内阻，其等效内阻RR0 0等于该网络等于该网络等于该网络等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。为开路）时的等效电阻。为开路）时的等效电阻。为开路）时的等效电阻。uu 2.2.有源二端网络等效参数的测量方法有源二端网络等效参数的测量方法有源二端网络等效参数的测量方法有源二端网络等效参数的测量方法
4、(1)(1)开路电压、短路电流法测开路电压、短路电流法测开路电压、短路电流法测开路电压、短路电流法测R0R0在有源二端网络输出端在有源二端网络输出端在有源二端网络输出端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开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压UocUoc，然后再，然后再，然后再，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流将其输出端短路，用电流表测其短路电流将其输出端短路，用电流表测其短路电流将其输出端短路，用电流表测其短路电流IscIsc，则等效内阻，则等效内阻，则等效内阻，则等效内阻为为
5、为为 uu如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。其内部元件，因此不宜用此法。其内部元件，因此不宜用此法。其内部元件，因此不宜用此法。(2)(2)伏安法测伏安法测伏安法测伏安法测R0 R0 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示，用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示，用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示，用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示
6、，根据外特性曲线求出斜率根据外特性曲线求出斜率根据外特性曲线求出斜率根据外特性曲线求出斜率tgtg，则内阻，则内阻，则内阻，则内阻 uu(3)(3)半电压法测半电压法测半电压法测半电压法测R0 R0 如图所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，如图所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，如图所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，如图所示，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）即为被测有源二端负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端负载电阻（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。网络的
7、等效内阻值。网络的等效内阻值。网络的等效内阻值。(4)(4)零示法测零示法测零示法测零示法测UOC UOC 在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表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，如图所示。往采用零示测量法，如图所示。往采用零示测量法，如
8、图所示。往采用零示测量法，如图所示。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，电压表的读数将为电压相等时，电压表的读数将为电压相等时，电压表的读数将为电压相等时，电压表的读数将为“0”0”。然后将电路断开，测。然后
9、将电路断开，测。然后将电路断开，测。然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，量此时稳压电源的输出电压，量此时稳压电源的输出电压，量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路即为被测有源二端网络的开路即为被测有源二端网络的开路即为被测有源二端网络的开路电压。电压。电压。电压。1 1、开路电压，短路电流法测戴维南定理开路电压，短路电流法测戴维南定理开路电压，短路电流法测戴维南定理开路电压，短路电流法测戴维南定理。三、实验内容Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc()2.2.负载实验，按负载实验，按负载实验，按负载实验，按图图图图接入接入接入接入RLRL。改变。改变。改变。改变R
10、LRL阻值，测量有阻值，测量有阻值，测量有阻值，测量有源二端网络的外特性。源二端网络的外特性。源二端网络的外特性。源二端网络的外特性。RL()U(V)I(mA)3 3、有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直、有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直、有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直、有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。将被测有源网络内的所有独立源置零然接测量法。将被测有源网络内的所有独立源置零然接测量法。将被测有源网络内的所有独立源置零然接测量法。将被测有源网络内的所有独立源置零然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载后
11、用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载RLRL开路时开路时开路时开路时AA、BB两点间的电阻，此即为被测网络的两点间的电阻，此即为被测网络的两点间的电阻，此即为被测网络的两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻等效内阻等效内阻等效内阻R0R0，或称网络的入端电阻，或称网络的入端电阻，或称网络的入端电阻，或称网络的入端电阻Ri Ri。4 4、用半电压法测量被测网络的等效内阻用半电压法测量被测网络的等效内阻用半电压法测量被测网络的等效内阻用半电压法测量被测网络的等效内阻R0R0及其开及其开及其开及其开路电压路电压路电压路电压UocUoc。把负载电压降到
12、被测网络开路电压的。把负载电压降到被测网络开路电压的。把负载电压降到被测网络开路电压的。把负载电压降到被测网络开路电压的一半，通过万用表测量此时负载的电阻值，即为等一半，通过万用表测量此时负载的电阻值，即为等一半，通过万用表测量此时负载的电阻值，即为等一半，通过万用表测量此时负载的电阻值，即为等效内阻值。零示法测量开路电压效内阻值。零示法测量开路电压效内阻值。零示法测量开路电压效内阻值。零示法测量开路电压UocUoc。半电压法R0()零示法Uoc(v)uu注意事项注意事项注意事项注意事项1.1.测量时应注意电流表量程的更换。测量时应注意电流表量程的更换。2.2.步骤步骤“3 3”中，电压源置零
13、时不可将稳压源短接。中，电压源置零时不可将稳压源短接。3.3.用万表直接测用万表直接测R0R0时，网络内的独立源必须先置时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次，欧姆档必须经调零后零，以免损坏万用表。其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。再进行测量。4.4.用零示法测量用零示法测量UOCUOC时，应先将稳压电源的输出调时，应先将稳压电源的输出调至接近于至接近于UOCUOC，再测量。，再测量。5.5.改接线路时，要关掉电源。改接线路时，要关掉电源。uu四、数据处理四、数据处理四、数据处理四、数据处理uu1 1、根据步骤根据步骤根据步骤根据步骤2 2测得的表格，在坐标方格纸上画出测得的表格
14、，在坐标方格纸上画出测得的表格，在坐标方格纸上画出测得的表格，在坐标方格纸上画出曲线，根据曲线计算出等效内阻，验证戴维南定曲线，根据曲线计算出等效内阻，验证戴维南定曲线，根据曲线计算出等效内阻，验证戴维南定曲线，根据曲线计算出等效内阻，验证戴维南定理的正确性，并分析产生误差的原因。理的正确性，并分析产生误差的原因。理的正确性，并分析产生误差的原因。理的正确性，并分析产生误差的原因。uu2 2、比几种方法测得的等效电阻与开路电压的结比几种方法测得的等效电阻与开路电压的结比几种方法测得的等效电阻与开路电压的结比几种方法测得的等效电阻与开路电压的结果，得出相应的结论。果，得出相应的结论。果，得出相应的结论。果，得出相应的结论。