戴维南定理及最大传输定理验证

載维南定理及最大传输定理验证一、 实验目的掌握线性含源二端网络等效参数的测量方法。加深对叠加原理、戴维南定理、最大功率传输定理的理解。二、 实验原理戴维南定理任何一个含独立源和线性电阻、受控源的二端网络，对于外部电路来说，可以用一个电压源和一个电阻的串联来等效。其中电压源电压等于有源二端网络的端口电压U,电阻等于有源二端网络内部全部独立电源置零后所得网络的等效电阻R。最大功率传输定理当外部电阻Rl=R时，等效电路传输功率最大：最大功率P=U9/(4*R).三、 实验电路实验电路图如图一所示。图一图一四、实验内容1.按图1接线，改变电阻Rl值，测量流进网络的电流及网络端口的电压，填入表1.根据测量结果，求出对应于戴维南等效参数u,IS。ocSc表1线性含源一端口网络的外特性RL(Q)0短路100200300500700800g开路I(mA)16.1913.21311.169.6597.6126.2185.7750U(V)01.3212.2322.8983.8064.3964.6217.1832.求等效电阻R0利用介绍的3种方法求R0并将结果填入表2中，方法三的电路如图二所示。

R1.WV20CiIRSQR1.WV20CiIRSQ■

—*■R2.WV3CCiI图二表二等效电阻R0方法123R0(KQ)0.44370.44350.4437R0的平均值0.44363.画出利用上述方法求得的等效电路图，其中U0=7.183V,R0=O.4436KQ?.R4..AAA—

n：4436knx/2 r•下佃x/ 4测量其外特性。并将数据填入表三中。-」表三戴维南等效电路Rt(Q)0短路100200300500700800g开路I(mA)16.19313.21411.1619.667.6126.2815.7760U(V)01.3212.2322.8983.8064.3974.6217.1834.最大功率传输条件根据表三中数据计算并绘制功率随Rl变化的曲线：P=f(rl)。观察P=f(%)曲线，验证最大功率传输条件。表四RL的功率Rt(Q)0短路100200300500700800g开路I(mA)16.19313.21411.1619.667.6126.2815.7760U(V)01.3212.2322.8983.8064.3974.6217.183P(10A-3W)017.1624.9127.9928.9727.6226.690

功率曲线图RL功率曲线图五、趣味小实验要求：利用所学知识设计点亮发光二极管电路。V4■1-2V-1--D2LED.R7.卜、N\V4■1-2V-1--D2LED六、 实验分析利用所学电路分析知识，计算电路开路电压及内阻，然后与实验数据比对，验证实验结果是否正确，并说明原因。七、 扩展实验分析、戴维宁定理TOC\o"1-5"\h\z在电路一中，总电阻：R=R1+(R2+Rl)*R3/(R2+Rl+R3) ①总电流为：I=V1/R ②流经Rl的电流为：IL=I*R3/(R2+Rl+R3) ③rl两端的电压为：ul=rl*il ④特别的，当Rl为无穷大时，UL=V1*R3/(R1+R3) ⑤由以上公式可求得线性含源一端口网络的外特性，理论值如下表。表五线性含源一端口网络的外特性理论值RL(Q)0短路100200300500700800g开路I(mA)16.1913.21311.169.6597.6126.2185.7750U(V)01.3212.2322.8983.8064.3964.6217.183二、 等效电阻Ro在此直接利用方法一进行分析。开路电压：Uoc=Vl*R3/(R1+R3)=10*510/(200+510)V=7.183V短路电流可利用公式①②③得出(其中RL=0):Ioc=16.19mA得等效电阻R0=Uoc/Ioc=7.183/16.19*10'-3=443.7Q=0.4437KQ三、 最大输出功率：由最大输出功率定理可知，当Rl=R。时，Rl上有最大功率。最大功率为：P=Uoc'2/(4*Rl)=7.1