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1、实验I戴维南定理一、实验目的1. 验证戴维南、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。3. 通过实验证明负载上获得最大功率的条件。二、实验原理戴维南定理诺顿定理有源二端网络等效参数的测量(等效Uoc、Isc和等效电阻Ro的测量) 负载上获得最大功率的条件1. 戴维南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 短接,电流源开路)后的等效电阻Ro。N u OUoc u2. 诺顿定理诺顿定理
2、指出:任何一个有源二端网络,总可以用一个电流源Is和一个 电阻Rs并联组成的实际电流源来代替,其中:电流源Is等于这个有源二端网 络的短路电流Isc,内阻Rs等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接, 电流源开路)后的等效电阻Ro。3、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U ,OC然后再将其输出端短路,测其短路电流I,且内阻为:SC%=金isc(若有源二端网络 的内阻值很低时,则不宜测其短路电流。)(2)测定有源二端网络等效电阻Ro将被测有源网络内的所有独立源置零(即将电流源Is和电压源Us去掉, 原电压源所接的
3、两点短接),然后用万用表的欧姆档去测负载RL开路后a、 b两点间的电阻值,此值即为被测网络的等效电阻Ro或称网络的入端电阻。4、被测有源二端网络示图(a)原网络(b)等效网络为等效电阻,Uoc为开路电压,Us=12V。电路图中R=220。,R2 = R3=820。,R4=270。,Rl 为负载电阻,R0四、实验内容1、测量有源二端网络的等效参数按电路图接入电源Us = 12V (用直流电源输出)(1) 测量开路电压Uoc:在电路中,断开负载RL,用电压表测量开路电压, 将数据记入表1中。(2) 测量短路电流Isc:在电路中,将负载RL短路,用电流表测量电流, 将数据记入表1中。计算Rs= Uo
4、c/ Isc,填入表1中。(3) 等效电阻Ro的测量方法直接测量法原网络电压源为零(去掉电压源Us,用连接线短接)。直接用万用表的欧姆档测量负载RL开路时a、b两点间的电阻。此即为被测网络的等效内阻Ro,或称网络的入端电阻Rs。UOC (V)【s (mA)RoRS= UOC /【sc2、戴维南定理的验证(1)原电路的负载实验:按图(a)连接电路。改变RL的阻值,测量含源二 端网络的外特性,将数据填入表2(原网络)。(2) 等效电路的负载实验:按图(b)连接电路。用1K 电位器将阻值调在 Ro所测定的等效电阻之值,用直流稳压源调在测定的开路电压Uoc之值, 两者相串联。改变RL的阻值,测量其外特性,将数据填入表2 (等效网 络)。(3)验证戴维南定理的正确性,其等效电路外特性应与原电路外特性等效。3、验证负载上获得最大功率的条件利用测得的UL和对应的RL,计算不同RL值时负载上获得的功率:PL=UL / RL, 将计算的PL填入表2。说明获得最大功率的条件,画出功率传输曲线图。五、实验报告要求1、计算有源二端网络的等效参数Ro、Uoc、Isc、Us、Rs;2、根据表2的数据,画出二端网络等效电路的外特性曲线,验证戴维南定理 的正确性;3、计算PL,说明负载上获得最大功率的条件。