大学电路分析基础实验-实验3.戴维南.ppt

实验四 线性有源二端网络的测量 戴维南定理 电路分析实验课 3 基础实验中心 实验四 线性有源二端网络的测量 一 实验目的 1 加深对戴维南定理的理解 2 学习线性有源二端网络等效电路参数的测量方法 3 验证戴维南定理 二 实验仪器 1 直流稳压电源2 万用表3 电路实验箱 三 实验原理 1 戴维南定理戴维南定理 任何一个线性有源二端网络对外部电路的作用 可用一个等效电压源和电阻串联来代替 该电压源的电动势等于这个有源二端网络的开路电压UOC 其等效内阻等于这个网络中各电源均为零 电压源短路 电流源开路 时无源二端网络的输入电阻 所谓等效 是指它们的外部特性完全相同 如在两个电路接相同的负载时 则流过负载的电流相同 戴维南定理 a 有源二端网络 b 等效电路 戴维南定理等效电路 2 有源二端网络的开路电压UOC的测量方法 1 直接测量法当含源二端网络的入端电阻Ri与电压表内阻Rv相比 可以忽略不计时 可直接用电压表测量其开路电压 2 补偿法当含源二端网络的入端电阻Ri与电压表内阻Rv相比不可以忽略时 会给测量结果带来一定的误差 采用补偿电路测量电压时 可以排除仪表内阻对测量结果的影响 电流表数值为0 补偿法测量电路 3 输入端电阻的测量方法 测量有源二端网络输入端电阻Ri的方法有多种 下面介绍几种测量的方法 1 开路短路法如果采用测量有源二端网络的开路电压UOC和短路电流Is方法 则根据欧姆定理可知Ri UOC Is 这种方法最简便 但是对于不允许将外部电路直接短路的网络 例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时 不能采用此方法 2 带载法 二次电压法 测量电路如图 在第1次测量出有源二端网络的开路电压UOC后 在端口处接一已知负载电阻RL 然后第2次测出负载电阻的端电压URL 因为URL UOCRL Ri RL 所以入端电阻为 Ri RL UOC URL 1 注意RL与Ri不能相差太大 5 半电压法半电压法是带载法的特例 测量电路如图 调节负载电阻RL 当电压URL为开路电压UOC的一半时 此时负载电阻RL即为所求的入端电阻Ri 当Ri太大时 带载法和半电压法的测量误差会加大 3 直接测量法和 4 端口电压法把有源二端网络中的所有独立电源置零 网络中只有电阻 然后可以用欧姆表直接测量 直接测量法 也可以在端口处外加一个给定电压u 测得流入端口的电流I 则R u I 端口电压法 外加电压测量法 四 实验内容 1 按图接线 其中E 5V R1 470 R2 470 R3 100 R4 100 有源线性二端网络 2 测量有源二端网络的外部伏安特性 根据表4 1提供外接电阻RL的阻值 测量通过电阻RL的电流和电阻RL两端的电压 将测量结果填入表4 1 表4 1 3 测量有源二端网络的开路电压 用直接测量方法测量有源二端网络的开路电压UOC 将测量结果填入表4 2 表4 2 4 测量有源二端网络的输入端电阻 用直接测量法测量有源二端网络的输入端电压 然后用开路短路法 带载法 RL值选几十到几百欧姆 标明数值 半电压法 端口电压法测量有源二端网络的输入端电阻 时间不够可选择两种方法测量有源二端网络的输入端电阻 注意至少有一种要有电流测量 将测量结果填入表4 2中 5 验证戴维南定理 如图 调节直流稳压电源输出电压 使之等于开路电压UOC 用电位器代替测出的Ri 接入负载电阻 按表4 3的阻值测量通过电阻的电流和电阻两端的电压 将测量结果填入表4 3 比较表4 1和表4 3 验证戴维南定理 表4 3 六 常见实验错误 现象1 电阻上无电压 电流原因 稳压电源接线错误 导线断现象2 无法测电流原因 万用表表笔插错或保险管断现象3 接入电路后电压下降原因 稳流电流太小 现象4 电路上电压 电流不正确原因 电路接线