实验二-戴维宁定理-有源二端网络等效参数的设定.docVIP

PAGE \* MERGEFORMAT6 广东第二师范学院学生实验报告 院系名称 物理与信息工程系 班级 电子信息 工程 A班 姓名 翁剑鹏 专业名称 电子信息 工程 学号 16550618027 实验课程名称 电路 实验项目名称 戴维宁定理-有源二端网络等效参数的设定 实验时间 2017.5.27 实验地点 物理楼六楼实验室 实验成绩 指导教师签名 实验报告内容包含：实验目的、实验仪器、实验原理，实验内容、实验步骤、实验数据整理与归纳（数据、图表、计算等）、实验结果分析、实验思考题、实验心得。 一、实验目的 1. 验证戴维南定理的正确性。 2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 二、实验仪器 1．电路实验箱一台 2．万用表一块 三、 实验原理 戴维南定理 戴维南定理指出：任何一个有源二端网络，对外电路来说，总可以用一个电压源和一个电阻的串联组合等效置换，此电压源的电压等于一端口的开路电压，电阻等于一端口的全部电源置零后的输入电阻。其等效转换示意图如图3.3.1。 图3.3.1 戴维南定理的等效转换示意图 有源二端网络等效参数的测量方法 开路电压法，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，然后在将其输出端短路，测其电路端口处电流，其内阻为：。 伏安法 当有源二端网络的外负载变化时，端口处电流与电压之间的关系称为有源二端网络的外特性。用电压表、电流表可测出有源二端网络的外特性曲线，如图3.3.2所示。有源二端网络的开路电压为，短路电流为。由外特性曲线可求出斜率，则内阻为：。 图3.3.2 伏安法测等效有源二端网络的外特性曲线 半电压法 当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻即为被测有源二端网络的等效内阻值。如图3.3.3所示。 图3.3.3 半电压法测等效有源二端网络的内阻值 零示法 电路如图3.3.4所示，在等效具有高内阻有源二端网络时用零示法。其方法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电压相等时，电压表的读数将为“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。 图3.3.4 零示法测等效有源二端网络的开路电压 四、实验内容和步骤 1. 依照接线图3.3.5所示，将稳压电源调至V，断开测A、B两点间即为开路电压，再短接测短路电流，则。把数据填入表3.3.1并计算内阻。 图 3.3.5 测量戴维宁等效内阻 表3.3.1 由开路电压和短路电流计算内阻值 (V) (mA) C 4.04 11.94 337.69 2. 负载实验 按表3.3.2改变阻值，测量有源二端网络的输出电压和电流。 表3.3.2 负载实验 (?) 1000 800 600 400 200 0 (V) 3.01 2.84 2.58 2.17 1.49 0 (mA) 3.02 3.56 4.32 5.48 7.51 11.92 3. 验证戴维宁定理 将1kΩ可变电阻器，阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻值，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之值）相串联，仿照步骤“2”测其特性，对戴维宁定理进行验证。将数据记录到表3.3.3. 表3.3.3 验证戴维宁定理 (?) 1000 800 600 400 200 0 (V) 3.00 2.83 2.56 2.16 1.49 0 (mA) 301 3.55 4.31 5.47 7.48 11.87 4. 测量有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的其它方法：将被测有源网络内的所有独立源置零(将电流源开路，电压源短路)，用万用表的欧姆档去测负载开路后A、B两点间的电阻，即为被测网络的等效内阻或称网络的输入端电阻。 解得：=331Ω 五、实验报告要求 整理测试结果，绘出原电路等效的戴维宁等效电路。说明为什么两者是等效的。 答：戴维宁等效电路如图所示。两者对于AB端口外的电路，即中的电压、电流是等效的，因此两者是等效的。 U Uoc 4.04 V Req 337.69Ω RL A B 六、实验注意事项 1. 注意测量时，及时更换电流表的量程。 2. 电压源短路时不可将稳压源短接。 3. 用万用表直接测时，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。 七、思考题 1. 戴维宁等效的意思，是指外电路的等效还是内电路的等效，为什么？ 答：戴维宁等效指的是外电路的等效。因为当一端口用戴维宁等效电路置换后，端口以外的电路（即外电路）中的电压、电流均保持不变，因此这种等效是对外等效。 2. 如果电路中含有受控源，是否也能用戴维宁等效法去化简电路？ 答：电路中含有受控源，也