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1、实验五实验五戴维宁定理和诺顿定理的验证戴维宁定理和诺顿定理的验证一、实验目的一、实验目的1.验证戴维宁定理和诺顿定理的正确性，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。二、原理说明二、原理说明1.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看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。戴维宁定理指出：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 Us 等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻 R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。诺顿定理指
2、出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流 Is 等于这个有源二端网络的短路电流ISC，其等效内阻 R0定义同戴维宁定理。Uoc（Us）和 R0或者 ISC（IS）和 R0称为有源二端网络的等效参数。2.有源二端网络等效参数的测量方法(1)开路电压、短路电流法测R0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Uoc，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc，则等效内阻为UocR0 Isc三、实验设备三、实验设备序号123456名称可调直流稳压电源可调直流恒流源直流数字电压表直流数字毫安表万用表可调电阻箱型号与规格030V0
3、500mA0300V0500mA099999.9数量111111自备HE-19备注78电位器戴维宁定理实验电路板1K/2W11HE-11HE-12四、实验内容四、实验内容被测有源二端网络如图 5-4(a)，即 HE-12 挂箱中“戴维宁定理/诺顿定理”线路。(a)(b)戴维宁等效电路mAmAI IS SR R0 0R RLV V(C)诺顿等效电路图 5-41.用开路电压、短路电流法测定戴维宁等效电路的Uoc 和 R0。在 5-4(a)中，接入稳压电源U s=12VU s=12V 和恒流源 Is=10mAIs=10mA，不接入 RL。利用开关 K，分别测定 UOc和 Isc,并计算出 R0。（测
4、 Uoc时，不接入 mA 表。）UocUoc(v)16.942.负载实验IscIsc(mA)32.6R R0 0=Uoc/Isc=Uoc/Isc519.6按图 5-4(a)接入 RL。改变 RL阻值，测量不同端电压下的电流值，记于下表，并据此画出有源二端网络的外特性曲线。R RL L（）0 01K1K2K2K3K3K4K4K5K5K6K6KU U（v v）0.0000.00011.0511.0513.3813.3814.3814.3814.9514.9515.3615.3615.9615.9616.9416.94I I（mAmA）32.611.016.734.823.763.082.560.0
5、023.验证戴维宁定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc 之值）相串联，如图 5-4(b)所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。R RL L（）0 01K1K2K2K3K3K4K4K5K5K6K6K16.416.40.002U U（v v）0.0010.00111.1711.1713.4713.4714.4614.4615.0215.0215.3815.3815.6215.62I I（mAmA）30.3011.156.744.823.773.082.614.验证诺顿定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得
6、的等效电阻R0之值，然后令其与直流恒流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流 Isc 之值）相并联，如图 5-4(c)所示，仿照步骤“2”测其外特性，对诺顿定理进行验证。R RL L（）U U（v v）I I（mAmA）0 01K1K2K2K3K3K4K4K5K5K6K6K5.有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。见图5-4（a）。将被测有源网络内的所有独立源置零（去掉电流源 Is和电压源 Us，并在原电压源所接的两点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RL开路时 A、B 两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻R0，或称网络的入端电阻Ri。五、实验注意
7、事项五、实验注意事项1.测量时应注意电流表量程的更换。2.步骤“4”中，电压源置零时不可将稳压源短接。3.用万表直接测 R0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再进行测量。4.改接线路时，要关掉电源。六、预习思考题六、预习思考题1.在求戴维宁等效电路时，作短路试验，测Isc的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路5-4(a)预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。答：只有在 A、B 断开时才能测 I Isc；本实验不可以直接做负载短路试验。2.说明测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。测有源二端
8、网络开路电压的方法是直接测量。测有源二端网络开路等效电阻的方法是测量有源二端网络开路的电流，用电压除电流的电阻。七、实验报告七、实验报告1.根据步骤 2 和 3，分别绘出曲线，验证戴维宁定理的正确性，并分析产生误差的原因。U U/V V18161412108642001K2K3K4K5K6KR/R/U负载（v）U验证（v）I I/mmA A3530252015105001K2K3K4K5K6KR/R/I负载（mA）I验证（mA）有上述两表及两图，可以确定在实验误差允许的范围内，戴维南定理成立。误差分析：1、导线电阻被忽略了，从而造成试验数据的误差；2、负载试验和验证试验过程中，电压源有少许波动，不能在一个稳定值；3、实验仪器精度不够。2.根据步骤 1、4、5 各种方法测得的 Uoc 与 R0与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。3.归纳、总结实验结果。本实验，验证了戴维南定理即等效前后的电路的外特性不改变。4.心得体会及其他。通过这次试验，使我更加熟记戴维南定理，及更好的应用它，除此之外还增加了我对试验的兴趣，学会用一些仿真软件，去准确的评估实际操作中的误差。