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1、一、实验目的1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，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半方法。二、实验设备可调直流稳压电源、可调直流恒流源、直流数字电压表、直流数 字电流表、万用表、元件箱、戴维南定理实验电路板三、实验原理1. 戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压 源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于 这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R0等于该网 络中所有独立源均置零。2. 有源二端网络等效参数的测量方法1）开路电压、短路电流法测R0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，然后再将其输出端短路
2、，用电流表测其短路电流Isc， 则其等效电阻为R0=Uoc/Isc2）伏安法测R0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图2-1所示。根据外特性曲线求出斜率tgO 则内阻R0=tgO=AU/AI=Uoc/Isc3）半电压法测R0当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读书确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。4）零示法测Uoc在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示 测量法。零示测量法的原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源 二端网络进行比较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开 路电压相等时
3、，电压表读数将为“ 0”，然后将电路断开，测量此 时稳压电源的输出电压，即为被测有缘二端网络的开路电压。四、实验内容被测有源二端网络如图2-4（a）图 2-4（a）戴维南等效电路v图 2-4 (b)1.用开路电压、短路电流发测定戴维南等效电路的Uoc、R0和诺 顿等效电路的Isc、R0。将图2-4 8）接入稳压电源Us=12V 和恒流源Is=10mA，不接入RL。测出Uoc和Isc，并计算出R0。Uoc ( V )Isc (mA)R0=Uoc/Isc (Q )17.0932.8521.042.负载实验按图2-4（a）接入RL。改变Rl的阻值，测量有源二端网络的外特 性曲线。R(Q)010020
4、03004005006001K3K8U(V)02.744.736.237.428.369.1411.2414.5717.01I(mA)32.927.623.820.918.616.815.311.24.80.13.验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“ 1”所得的等效电 阻R0之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所得 的开路电压Uoc之值）相串联，如图2-4（b）所示，仿照步 骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。R(Q)01002003004005006001K3K8U(V)02.764.766.277.468.409.1911.3014.6317.08I(mA)33.127.8
5、24.021.018.716.915.411.34.80.14.有源二端网络等效电阻（入端电阻）的直接测量法。见图2-4 （a）。将被测有源网络内的所有独立源置零（将电流源Is断开， 去掉电压源Us，并在原电压源所接的两点用一根短路导线相 连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载Rl 开路时A、B两点间的电阻，此即为北侧网络的等效内阻R0, 或称网络的入端电阻Ri。五、预习思考题1. 在求戴维南或诺顿等效电路时，作短路试验，测Isc的条件是 什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路2-4 (a)预先做好计算，以便调整实验线路及测量时准确地 选取电表的量程。答：作短路实
6、验，测Isc的条件是：保留独立源和受控源，保证二 端网络电阻较大，防止烧坏元件；本实验不能直接作负载短路实 验。2. 说明有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其 优点。答：开路电压、短路电流法测R0，过程步骤简单，不用太多的运 算和绘图；伏安法测R0，可以直观地从数据上看出电流和电压的 关系；半电压法测R0，；零示法测Uoc，可以消除电压表内阻的影 响，使实验数据更接近理论值。六、实验报告1.根据步骤2、3、4,分别绘出曲线，验证戴维南定理的正确性， 并分析产生误差的原因。答：曲线如下，U1为原电路参数，U2为等效电路参数。由上可见，以上数据基本符合戴维南定理，由于电路元件和电表的
7、消耗，以 及仪器误差的，所以数据与理论存在一定的差别，但是在可接受的误差范围 内，还是可以得出戴维南定理的验证得出结果是准确的。2. 根据步骤1、5、6的几种方法测得的Uoc与R0与预习时电路 计算的结果作比较，你能得出什么结论。答：计算结果为理论值，由步骤得出的数据与理论值存在一定的 差距，实际操作中电压表和电流表会产生误差，元件的内阻会对 电路产生一定的影响，所以在忽略可接受的误差的前提下，戴维 南定理的验证得出结果是正确的。3. 归纳、总结实验结果。答：实验过程中，由于测量有源二端网络开路电压及等效内阻的 方法不同，存在的误差也不一样，所以综合本实验过程可得，实 验过程中测量数据与理论值不可能完全一样，但是忽略可接受的 误差外，由数据可知，戴维南定理是准确的。
