实验一 戴维宁定理及最大功率传输条件的研究

1、实验一 戴维宁定理及最大功率传输条件的研究一、实验目的1. 学习万用表及直流仪表设备的使用方法。2. 学习线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法。3. 用实验方法验证戴维宁定理及最大功率传输条件。二、实验原理1万用表是一种多用途的电表，可用来测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻和音频电平等。万用表类型很多，测量范围各有差异。本实验采用MF-10型万用表，其电路原理、性能指标及其使用方法见3.102. 外特性及其测量方法含源一端口网络的两个输出端上的电压和电流关系Uf（I）称为输出特性或外特性。它可通过在网络输出端接一个可变电阻RL作负载， RL取不同数值时测出两端电压和电流而得到，如图4.

2、1.1所示。对线性一端口网络，此特性为一直线，如图4.1.2所示。 图4.1.1 含源网络外特性的测量电路 图4.1.2 线性含源网络的外特性对应于A点，I = 0，U = Uoc（此电压称为开路电压），相当于RL®¥ 。对应于B点，U = 0，I = Isc（此电流称为短路电流），相当于RL= 0 。3对于线性含源一端口网络，可以用实验方法测出网络的开路电压，而网络除源后的等效电阻Ro，可以用以下方法测定。 （1）用万用表W挡直接测出网络除源后（恒压源短路，恒流源开路）的等效电阻。（2）短路电流法。测网络端口处的开路电压Uoc及短路电流Isc，则（3）电压法。测出已知负载

3、电阻RL两端的电压UL，则4一个内阻为Rs的电源给负载RL供电，其负载功率为为求得RL从电源获得最大功率的所需条件，可令，由此解得RL = Rs，即负载RL从电源获得最大功率的条件是RL = Rs，其最大功率三、仪器设备1. 电工实验装置（DG011）2. MF-10型万用表四、实验内容与步骤1观察MF-10型万用表的面板波段开关与刻度盘有关的符号和数字，搞清楚用它测量V、V-，A-和W的用法。2用万用表的R´1、R´10、R´100各挡分别测量R1、R2和R3的阻值，并记录于表4.1.1中。用R´K、R´10K、R´100K各挡分别

4、测量10 kW和200 kW的阻值并记录于表4.1.1中，以验证中值电阻越接近实际电阻值越准确。 表4.1.1电阻R1R2R3标称值200 W300 W510 W实测值R´1R´10R´100标称值100 kW200 kW200 kW实测值R´1KR´10KR´100K3. 测定线性一端口网络的外特性Uf（I）。按图4.1.3接线。改变电阻RL值，测量对应的电流和电压值，数据填入表4.1.2中。根据测量结果，求出对应于戴维宁等效参数Uoc、Isc。图4.1.3 线性一端口网络表4.1.2电阻RL（）010020030050070080

5、0I(mA)U(V)4. 利用实验原理3中介绍的方法求Ro，数据记录于表4.1.3中。 表4.1.3方法123平均值Rs（）5. 验证戴维宁定理用上述内容测得的等效参数构成戴维宁等效电路，如图4.1.4所示，按实验内容3测量。*6. 选做内容：研究电工仪表对被测电路的影响按图4.1.4接线，分别用MF-10型万用表和数字万用表的直流电压挡测量A、B两点间的电压，记录测量结果。A、B两点间的电压理论值应该是5 V，这两块表的测量误差是多少？记下这两块表的内阻并分析。图4.1.4 电工仪表对被测电路影响的原理电路五、预习内容1. 仔细阅读有关MF-10型万用表的使用说明。2. 阅读各项实验内容，理解有关原理，明确实验目的。六、报告要求1. 在用万用表电阻挡测量电阻之前，需做哪些准备工作？为什么？2. 根据实验内容3和内容5测量结果，在同一坐标上做出它们的外特性曲线，并做分析比较。3. 根据实验内容3的测量数据，计算并绘制功率随RL变化的曲线，即Pf（RL），验证最大功率的