实验三戴维南定理验证及有源单口网络等效参数的测量
实验三 戴维南定理验证及有源单口网络等效参数的测量
★实验 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
二． 实验原理
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）。
戴维南定理指出：一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，该电压源的电压U等于这个有源二端网络的开路电压UOC,其等效内阻Ro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Req，Us和Ro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
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，测其短路电流Isc，其内阻为
UocR= ISC0
（2） 伏安法
用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。根据外特性曲线求出斜率tg?，则内阻
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?UUOC??IISC
R0?tg?? 用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值IN时的输出电压值UN，则内阻为
RO?UOC?UNIN
若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。 （3） 半电压法
如图3-2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）即为被测有源二端网络的等效内阻值。 （4） 零示法
在测量具有高内阻有源二端网络开路电压时，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，往往采用零示测量法，如图3-3所示。
零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源于被测有源二端网络进行比较，
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当稳压电源的输出电压于有源二端网络的开路电压相等时，电压表读数将为“0”，然后将电路断开，测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电压。
三． 注意事项
1． 注意测量时，电流表量程的更换。
2． 步骤“4”中，电源零置时不可将稳压电源短接。
3． 用万用表直接测Req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。
四． 实验设备
1． 直流电压表、电流表
2． EEL-06主件（或EEL-18主件） 3． EEL-01主件（或EEL-16主件） 4． 恒电源 5． 恒流源
五． 实验内容
被测有源二端网络如图3-4（a）所示。
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1． 图3-4（a）线路接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=20mA及可变电阻RL测UAB即UN，再短接RL测ISC，则R0=UOC/ISC，填入下表
UOC(V)
表3-1 Isc(mA) R0=UOC/ISC 2． 负载实验
接图3-4（a）改变RL的电阻值，测量有源二端网络的外特性。
表3-2
RL(Ω) 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100 3． 验证戴维南定理：用1KΩ可当变阻器用），将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻RO值，然后令其于直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压UOC之值）相串联，如图3-4（b）所示，仿照步骤“2”测其特性，对戴氏定理进行验证。
表3-3 RL(Ω) 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100 4． 测定有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的其他方法：将被测有源网络内的所有独立源置零（将电流源IS去掉，也去掉电压源，并在原电压端所接的两点用一跟短路导线相连），然后用伏安法或者只用万用表的欧姆档去测定负载RL开路后A、B两点间的电阻，次即为被测网络的等效内阻Req（?)或称网络的入端电阻Ri。
表3-4
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Req(Ω) 5． 用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻Ro及其开路电压Uoc。 表3-5
RO(Ω) UOC(V)
六．预习思考题
1． 在求戴维南等效电路时，作短路实验，测Isc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3-4（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。
UOC(V) 2．
ISC(mA) RO=UOC/ISC 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。
七．实验报告
1．
根据步骤2和3，分别绘出曲线，验证戴维南定理的正确性，并分析产生
误差的原因。 2．
根据步骤1，4，5各种方法测得的Uoc和Req与预习时电路计算的结果
作比较，你能得出什么结论。 3．
4．
归纳、总结实验结果。 心得体会及其他。
★★实验 一、实验目的
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