实验14戴维宁定理与最大功率传输定理ppt课件

1、实验实验1.4 戴维宁定理与最大功率传输定理戴维宁定理与最大功率传输定理 1.加深对叠加定理、戴维宁定理的了解。 一、实验目的一、实验目的 2.掌握在实验室实现叠加定理和戴维宁定理的分析方法。 1.利用叠加定理求出图1-4-1所示电路中UL和IL。 二、实验义务二、实验义务 3.掌握在实验室测试有源二端网络等效电路参数的方法。 4.了解阻抗匹配及运用，掌握最大传输功率的条件。 2.画出图1-4-2所示有源二端网络的伏安特性曲线。求出有源二端网络图1-4-3所示等效电路的参数，并画出伏安特性曲线。验证戴维宁定理的正确性。 10mA+-IS5105101033012V-+USRL 220+- V图

2、1-4-1 叠加定理实验电路图1-4-2 戴维宁定理实验电路 10mA+-IS5105101033012V-+US+- VRL1。8k图1-4-3 戴维宁定理等效电路 V+_ RLmA_+1.8k+_UOCRO 直流数显稳压电源、直流数显恒流源、XD03戴维南定理实验电路板、 XD06元件挂箱(十进制电阻箱和R3可调电阻)、电流插头、直流数字电流表、数字万用表、导线。三、实验设备三、实验设备 3.用图1-4-2验证最大功率传输定理，画出输出功率随负载变化的曲线，找出传输最大功率的条件。 四、实验原理与步骤四、实验原理与步骤 线性有源二端网络可以用一个理想电压源uoc与一个等效电阻Ro相串联的等

3、效电路来替代。戴维宁定理：戴维宁定理：uocRo+_ 由全部独立电源在线性电路任一条支路中产生的电压或电流，等于各个独立电源单独作用时，在此支路中所产生的电压或电流的代数和。某一个独立电源单独作用时，应将其它独立的理想电源置0，即电压源用短路替代(uS=0,电流源用开路替代(iS=0)。 叠加定理：叠加定理： 方法二：开路短路法。用Ro=uoc/isc关系式计算等效电阻，即测出该网络的开路电压uoc和短路电流isc，代入式子计算即可。方法三、四、五详见补充教材。 方法一：欧姆表法。独立源置零后直接用万用表电阻档测出等效电阻。 实验室丈量等效电阻Ro方法: 线性有源二端网络的端口外接负载电阻RL

4、，当负载RL=RO(等效电阻)时，负载电阻可从网络中获得最大功率，且最大功率PLmax= 。RL=R0称为阻抗匹配 。 最大功率传输定理：最大功率传输定理：o2oc4Ru电工综合台的开机操作顺序： 1. 将钥匙开关(电源总开关)置于“开位置,停顿停顿告警告警启动启动 复位复位电源总开关 电源总开关关 开三相调压输出三相网电输入三相压调输出电压指示开关此时带红色指示灯的按钮亮,表示380V电源进入安装。 经过“电压指示开关 切换，察看柜面上三个线电压表，了解此时三相电源电压情况。 2. 按下带绿色指示灯“启动按钮，绿灯亮，红灯灭。实验所需交、直流电源，均需经过启动后方可任务)。 在按下“启动按钮

5、前，需察看面板上一切的仪表及三相自耦调压器能否处于关的形状，以防启动时的冲击电流对仪表及元器件呵斥损坏。 1. 按下带红色指示灯的“停顿按钮，红灯亮，绿灯灭。在按下“停顿按钮前，将面板上一切的仪表处于“关的形状，三相自耦调压器旋钮逆时针回到零位。 电工综合台的关机操作顺序： 3.当由于缺点导致告警指示灯亮并伴随告警声时，应先按一下“复位按钮，排除缺点后，才干重新启动控制屏。 2.将钥匙开关置于“关位置，红灯灭，再撤除线路，实验终了。直流数显稳压电源 翻开电源开关,指示灯亮。 调理“输出粗调量程旋钮，有10V、20V、30V三档可供选择， 经过“输出细调可在输出端输出0.030V延续可调的直流电

6、压，接线时留意极性。电源开关101020203030 关 开2 22020500500量程调理按钮 由于稳压电源输出显示误差较大，所以实验中用万用表直流电压档来监测稳压电源输出电压。“输出粗调旋钮平常应置于10V挡。 直流数显恒流源 翻开电源开关，指示灯亮。 调理“输出粗调量程旋钮, 有2mA、20mA、500mA三档可供选择，经过“输出细调可在输出端输出0.0500mA延续可调的直流电流，接线时留意极性。为什么？为什么？调理电源电流值时可先用导线将输出端短路后再进展调理。直流数字电流表 将“+、两端串接在被测电路中并按下红色琴键，对标有量程的三档琴键开关进展操作，完成量程的选择。 当被测值超

7、出量程时,仪表将发出报警信号,此时告警指示灯亮, 蜂鸣器鸣叫，接触器跳开,停顿按钮亮，将供电源切断。 处置方法:应立刻按下白色“复位按钮,切断告警回路。在排除缺点后重新启动控制屏。 复位告警义务一 1. 电压源与电流源的设置。按“开机操作程序进展操作。开启直流数显稳压电源，并将其输出电压调为万用表直流示数为12V，封锁稳压电源。将直流数显恒流源输出端短路，然后开启其电源，并将其输出调为10mA，封锁恒流源。 2.按图1-4-1所示电路联接线路。将十进制电阻连成220接入XD03戴维南定理实验电路板RL处。白色钮子开关置于右侧。 3.将电流插头插入电流插座中，并将插头红黑引出线按极性联接至直流数

8、字电流表。开关K置于左侧,相当于负载短路开关K置于右侧，相当于接入所联接的电阻负载电阻电流插座元件箱XD06可调电阻X1X2增大增大减小减小R3留意:这里的“增大、“减小表示的是电流参数1000.11011K10K十进制电阻箱表1-4-1 叠加定理测试表格 条件 测量值UL /VIL /mAUS单独作用IS单独作用US和IS共同作用验证计算+与误差计算 4.只需电压源US作用： 开启稳压电源。即IS=0恒流源不作用，将电压UL、电流IL记录表1-4-1中。 5.只需电流源IS作用： 封锁电压源US，并将US短路，即US=0电压源不作用，开启恒流源，将电压UL、电流IL记录表1-4-1中。 6.

9、电压源US和电流源IS共同作用： 开启电压源US和电流源IS，将电压UL、电流IL记录表1-4-1中。 7.封锁稳压电源和恒流源。撤除线路。完成表格计算，从而验证了叠加定理的正确性。 求等效电路参数Ro方法，本实验采用实验室丈量等效电阻Ro方法二开路短路法进展测试。用Ro=uoc/isc关系式计算等效电阻。 实验室验证戴维宁定理的思绪是先找出等效电路的参数，然后再分别丈量出有源二端口网络和它的等效电路的伏安特性，对比两个特性曲线，即可得到验证结果。 uocRo+_等效电路义务二 1.将图1-4-1所示电路的负载(十进制电阻220)改接为1.8k可调电阻。开启稳压电源和恒流源。将负载RL可调电阻

10、短路白色钮子开关置于左侧或用一根导线将电阻两端短接)，读出RL短路电流ISC和电压U(0)；断开负Ro值保管小数点后一位 2.将测得的该网络的开路电压UOC和短路电流ISC，代入式子Ro= 进展计算, 并填入表1-4-2中， IscUoc载RL的一 端，即使得RL=，测得负载开路电压UOC和电流I(0)，记录于表1-4-2中。 将测得的开路电压UOC和计算出的等效电阻RO这两个参数填入图1-4-3所示等效电路中。 3.将负载将负载RL调至最大值调至最大值(=1.8k)，测出对应的，测出对应的U和和I。在。在RL=0和和RL=1.8k值之间对应的电流值之间对应的电流ISC(或电压或电压)和和D5

11、均匀等差取值填入均匀等差取值填入表表1-4-2中，以该电流中，以该电流(或电压或电压)为参照，经过为参照，经过调理RL，测出相对应的电压(或电流)的值，记录于表1-4-2中。封锁稳压电源和恒流源，撤除线路。画出有源二端网络伏安特性曲线。表1-4-2 有源二端网络伏安特性测试表RL /0/1.8 kI/mA（实测值）ISC(D1)(D2)(D3) (D4)(D5)UL /V (实测值)UOCR0 /R0实测=UOC/ISC=R0理论=误差计算 4.撤除电路联线，将直流稳压电源调至万用表示数为撤除电路联线，将直流稳压电源调至万用表示数为Uoc，十，十进制电阻调为进制电阻调为Ro值，负载电阻仍用安装

12、上的值，负载电阻仍用安装上的R3 1.8k 作为作为RL ,按图按图1-4-3所示电路联线。所示电路联线。等效电路实验图留意极性 5.等效电路的伏安特性曲线测试。开启稳压电源。将负载短路，读出负载RL短路电流ISC和电压U(0)；断开负载RL的一端，即使得RL=，测得负载开路电压UOC和电流I(0)，记录于同样格式的表1-4-3中。 6.将表将表1-4-2中的参照电流中的参照电流(或电压或电压)D1D5抄入表抄入表1-4-3中。以中。以该电流该电流(或电压或电压)为参照，经过调理为参照，经过调理RL，测出，测出相对应的电压(或电流)的值，记录于表1-4-3中。封锁稳压电源，撤除线路。画出等效电

13、路的伏安特性曲线。RL /0/1.8 kI/mA（实测值）ISC(D1) (D2) (D3) (D4)(D5)UL /V (实测值)UOC与表1-2-2中的UL /V (实测值)进行误差计算表1-4-3 有源二端网络等效电路伏安特性测试表 2.按图1-4-2联线，将十进制电阻箱联接成计算所得的等效电阻Ro值，交换实验义务二中有源二端口网络的负载端的RL电阻， (即用十进制电阻箱的电阻作为负载RL) 。义务三 1.电压源与电流源的设置。开启直流数显稳压电源，仍将其输出电压调为万用表直流示数为12V，封锁稳压电源。将直流数显恒流源输出端短路，然后开启其电源，仍将其输出调为10mA，封锁恒流源。 比

14、较1-4-2和表1-4-3的表格，在参照电流值D1D5 一样的情况下，对应的电压值能否一样，从而得出 戴维宁定理验证结果。 3.输出功率随负载变化的曲线的测试。开启稳压电源和恒流源。测出流过的电流I 值，记录于表1-4-4中。再将十进制电阻的百位分别逐级调小和调大，同时记录阻值和对应的电流I 值于表1-4-4中，分别计算出负载功率PL。封锁稳压电源和恒流源，撤除线路。画出有源二端网络输出功率随负载变化的曲线。表1-4-4 负载与功率关系测试表RL /R0-400R0- 300R0- 200R0-100R0R0+100R0+200R0+300R0+400I/mA （实测值）PL /mWPLmax

15、 4.按下红色“停顿按钮，红灯亮，绿灯灭。将钥匙式总开关置于“关位置，此时红色按钮灭。实验终了。察看表格数据变化规律，得出当RL=Ro时电路输出功率最大从而验证了最大功率传输定理五、实验报告要求五、实验报告要求 1.画出实验电路与表格，简要写出电路原理和实验步骤。 2.完成表1-4-1实测记录和计算。验证叠加定理的正确性。 3.实际计算图1-4-2所示有源二端网络等效电阻R0。 5.分别完成实验表1-4-2和表1-4-3的实测记录和计算，并在同一个坐标系中画出它们各自的伏安特性曲线。验证戴维宁定理的正确性。 4. 将测得的开路电压UOC和用开路短路法计算出的等效电阻R0这两个参数填入图1-4-3所示等效电路中。