戴维南定理验证实验(精)PPT幻灯片课件

,1,2,主要内容,一,一、实验目的,二,二、实验原理,三,三、内容及步骤,四,四、总结与思考,2,1加深对戴维南定理的理解。2学习线性有源二端网络等效参数的测量方法。3通过实验证明负载上获得最大功率的条件。,实验目的,一、实验目的,3,3,实验原理说明,戴维南等效原理,二、实验原理,4,4,实验原理说明,1戴维南定理指出，任何一个线性一端口网络，对其外部电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替。其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压Uoc，其电阻等于原网络中所有独立电源为零值时的入端等效电阻Ri，如图1-3-1所示。2应用戴维南定理时，被变换的一端口网络必须是线性的，可以包含独立电源或受控电源，但是与外部电路之间除直接相联外，不允许存在其它任何耦合，例如通过受控电源的耦合或者是磁的耦合（互感耦合）等。外部电路可以是线性或非线性的。,二、实验原理,5,5,3对于已知的线性有源一端口网络，其开路电压和入端等效电阻Ri可以从网络中计算得出，也可以通过实验的方法测出。测量的方法有：开路电压Uoc的测量当入端等效内阻Ri和电压表内阻Rv相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压，本实验采用此方法。,实验原理说明,二、实验原理,6,6,实验原理说明,有源二端网络入端内阻Ri的测量伏安法：将网络内所有电压源的电压及电流源的电流均设为零，在二端网络端钮a、b处加一个已知电压u，测出端钮a、b处的电流i后，则入端电阻Ri=u/i，如图所示（a)。短路电流法：分别测出含源二端网络的开路电压UOC和短路电流Isc，则Ri=Uoc/Isc，如图(b)所示。,(a)伏安法求Ri,（b)短路电流法求Ri,二、实验原理,7,7,实验原理说明,两次电压法：测出有源二端网络的开路电压Uoc以后，在端扭处接一负载电阻Ri（已知阻值），然后再测负载电阻的端电压URL,因：，则入端等效电阻为：,二、实验原理,8,8,4最大功率传输在电子技术中，常常希望负载电阻上获得最大的功率，如何选择负载电阻的大小使之获得功率最大，就成为一个极其重要的实际问题。图是一个简单的串联电路，其中Rs为电源Us的内阻，R1为可变负载电阻，负载电RL上得到的功率P为：,实验原理说明,二、实验原理,9,9,实验原理说明,为求得P的最大值，将功率P对RL求导为零,于是：令上式等于零,则RL=RS,负载上获得的功率最大：结论：负载上获得最大功率的条件是负载电阻RL等于电源内阻RS，满足该条件时，我们就说负载电阻与电源内阻是匹配的，或称最大功率匹配。,二、实验原理,10,10,实验设备,双路直流稳压电源台可变电阻箱只直流毫安表只直流电压表只,二、实验原理,11,11,实验内容与步骤,1测定线性有源二端网络的外特性（即伏安特性）U=f(I)。实验电路如图（c)所示，图中RL为可变电阻箱，a、b以左为被测有源二端网络，接通电源后调节电阻箱RL的数值分别为表中所列各值，记录相应的电流、电压于表（1）中，计算各种负载下获得的功率。,(c)实验电路板,三、内容及步骤,12,12,实验内容与步骤,表（1）测定原电路的外特性U=f(I),三、内容及步骤,13,13,实验内容,2验证戴维南定理实验电路板仍为图（c)。接通电源后，测量a、b端的开路电压Uoc，记入表(2)中。在前面的三种求有源二端网络入端内阻的方法中，选择一种求出Ri，记入表(2)中。用Uoc和Ri按图(a)组成戴维南等效电路,代替图电路，将RL调为表2中所列数值，记录相对应的电压、电流，与表1中所测结果进行比较，验证戴维南定理。,表2测定等效电路的外特性U=f(I),三、内容及步骤,14,14,三、内容及步骤,15,15,注意事项,实验中应设法减少仪表内阻对测量结果的影响。,三、内容及步骤,16,16,思考题,在求有源二断网络等效电路中Ri时，如何理解“原网络中所有独立电源为零值”？实验中怎样使独立电源置零？,四、总结与思考,17,