戴维宁定理有源二端网络等效参数的测定

1、戴维宁定理和有源二端网络等效参数的测定电信132班33张世东【实验目的】验证戴维宁定理的正确性。掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。【实验设备和材料】KHDL-1型电路实验箱。MF-500型万用表。数字万用表。【实验原理】任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其 余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。戴维南定理指出：任何一个线 性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，次电压源的电动势Es等于这个有源二端网 络的开路电压Uoc，其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源都置零（理想电压源短路，理 想电流源开路）时的等效电阻。Uoc和Ro称为有源二端

2、网络的等效参数。有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压法、短路电流法（二端网络内阻很低时，不宜采用此法）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Uoc，然后再用电I OC流表直接接到输出端测其短路电流Isc，则内阻为:R0SC（2）伏安法根据外特性曲线求出斜率用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。AU Utan中，则内阻为：R = tan O = j ocSC半电压法负载电阻rl即为被测有如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，源二端网络的等效内阻值。【实验内容】1所示。用开路电压、短路电流法则测戴维宁等效电路的 0和R 0 实验电路KH

3、DL-1型电路试验箱左侧”戴维宁定理“框内，如图（1）电压U直接取自试验箱下方+12V电源；将数字万用表红表笔插入电流表” + “孔，黑 表笔插入”a“孔，数字万用表置直流20V档，打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关， 观察将数字万用表电压数据U 记入表1中。OC（2）关闭KHDL-1型电路实验箱各相关电源开关，将实验箱下方直流数字哈南表（20mA）代 替数字万用表位置，打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察并将直流数字毫安表 数据1记入表1中。（3）根据表1数据计算有源二端网络电路的内阻，将它填入表中。U （V）七（mA）R U ,、R-oc (Q)SC4.06V11.48

4、mA354Q表1有源二端网络电路的负载外特性的测试：（1）实验电路参考图1: “a”，“b”两孔用导线连通，直流数字毫安表（20mA档）仍串入 电流表位置；用数字万用表直流20V档并接在负载电阻两端测电压；负载电阻用试验箱右下 角可变电阻，先测R =0时的电压和电流，然后再接入负载电阻并按表2要求逐渐改变负 载电阻阻值，将测得的电压和电流填入表2中。rl(kQ)0123456789108U(V)02.993.443.633.733.793.843.873.893.913.930I (mA)11.473.021.731.220.940.760.640.550.470.430.394.07（2）根

5、据表2数据画出有源二端电路的负载外特性曲线。验证戴维宁定理: （1）参阅表1的数据，在KHDL-1型电路实验箱上搭建如图2所示实验电路。其中：UOC 用实验箱下方直流稳压电源，将“输出粗调”置010V档，先将数字万用表（直流20V档） 插入“030V”插孔内，调“输出细调”使其显示为U 值，然后接入电路；R用试验箱 “戴维宁定理”框内1k电位器，先用数字万用表（欧姆2k档）调准R再接入电路；电流 0表用实验箱上的的直流数字毫安表（20mA档）串入电路；负载电阻R用实验箱右下角可 L变电阻；电压表数字万用表（直流20V档）并联在负载电阻R两端测电压、（2）打开实验箱各相关电源开关，按表3要求测量

6、，将数据域表2相比较，验证戴维宁定 理的正确性。R；Q)0123456789108U (V)02.943.413.603.713.873.823.853.883.903.914.06I(mA)10.812.971.721.210.930.760.640.550.490.430.390表3用万用表直接测量有源二端昂罗的内阻: 将实验箱“戴维宁定理”框内电压源U,断开，在原先位置用导线连接，再用数字万 用表（欧姆2k档）直接插入图2中电流表“+”孔和“a”孔，测出二段网络的内阻。内阻为：334 Q【思考题】给一线性有源一端口网络在不测IC和U 的情况下，如何用实验方法求的其等效参数？实际电压源于实际电流源等效变换的条件是什么？所谓“等效”是 对谁而言？电压源和电流源能否等效变换？答：所谓等效是对电路及电路运行产生相同作用而言。可以等效 变换。在什么情况下才可以用欧姆表测量有源二端