实验七 戴维南定理的验证

实验七戴维南定理的验证 化学2013-3姓名学号.

实验七戴维南定理的验证一、实验目的1.

验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；2.

掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、实验原理1.

戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源

US

和一个电阻

RS

串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源

US

等于这个有源二端网络的开路电压

UOC，内阻

RS

等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短路，电流源开路）后的等效电阻

R0.诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源

I

S

和一个电阻

RS

并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源

I

S

等于这个有源二端网络的短路电流

I

SC，内阻

RS

等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短路，电流源开路）后的等效电阻

R0.US、RS

和

I

S、RS

称为有源二端网络的等效参数。2.

有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压、短路电流法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

,

然后将其输出端短路

,

测其短路电流

I

SC

,

且内阻为：

若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。（2）伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图

6—1

所示。开路电压为

UOC，根据外特性曲线求出斜率，则内阻为：

。另一种方法是测量有源二端网络的开路电压

UOC，以及额定电流和对应的输出端额定电压

UN，如图

6—1

实验七戴维南定理的验证 化学2013-3所示，则内阻为：(3)半电压法如图

6—2

所示，当负载电压为被测网络开路电压

UOC

一半时，负载电阻

RL的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻

RS

数值。

（4）零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图

6—3

所示。零示法测量原理是一低内阻的恒压源与被测的有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电源断开，测量此时恒压源的输出电压

U，即为被测二端网络的开路电压。

三、实验设备1

直流数字电压表、直流数字毫安表2

恒压源（0~30v

可调。）3

恒流源（0~200mA

可调）4

实验箱四、实验内容按图7-5线路接入恒压源US=12V和恒流源IS=10mA及可变电阻RL。测开路电压UOC：在图7-5电路中，断开负载RL，用电压表测量开路电压UOC，将数据记入表7-1中测短路电流ISC：在图7-5电路中，短路负载RL，用电流表测量短路电流ISC，将数据记入表7-1中

测开路电压

UOC：在如图

6—4计算有源二端网络的等效参数

US

和

RS

。表7—1

开路电压、短路电流数据

UOC(V)ISC(V)RS=/ ISC2．负载实验测量有源二端网络的外特性：在图

7—5电路中，用电阻箱改变负载电阻

RL

的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表7—2

中。并计算有源二端网络的等效参数

US

和

RS。有源二端网络的外特性数据6-2

RL(Ω)501002003004005006008001000∞U(V)I(mA)3．验证戴维南定理测量有源二端网络等效电压源的外特性：图7—1（b）电路是图7-5的等效电压源电路，图中，电压源

US

用恒压源的可调稳压输出端，调整到表7—1

中的

UOC

数值，内阻

RS

按表

7—1

计算出来的

R0（取整）选取固定电阻。然后，用电阻箱改变负载电阻

RL

的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表

7—3

中。表7—3

有源二端网络的等效电压源的外特性数据

RL(Ω)501002003004005006008001000∞U(V)I(mA)测量有源二端网络等效电流源的外特性：图

7—1（C）电路是图7-5的等效电流源电路，图中，电流源

I

S

用恒流源，并调整到表

7—1

中的

I

SC

数值，内阻

R0按表

7—1

计算出来的

R0（取整）选取固定电阻。然后，用电阻箱改变负载电阻

RL

的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表

7—4

中。RL(Ω)501002003004005006008001000∞U(V)I(mA)五、实验注意事项1.

测量时，注意电流表量程的更换。2.

该接线路时，要关掉电源。六、预习与思考题1.

如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路电压和短路电流？2.

说明测量有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。七、实验报告要求1.

回答思考题

;2.

根据表

7-1

的数据，计算有源二端网络的等效参数

US

和

RS；3.

根据半加电压法和零示法测量的数据，计算有源二端网络的等效参数

US和

RS；4.

实验中用各