一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解。 2. 掌握測量有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的一般方法。二、原理說明 1. 任何一個線性含源網(wǎng)絡(luò)，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網(wǎng)絡(luò)（或稱為含源一端口網(wǎng)絡(luò)）。戴維南定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯(lián)來等效代替，此電壓源的電動勢Us等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc，其等效內(nèi)阻R0等于該網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時的等效電阻。諾頓定理指出：任何一個線性有源網(wǎng)絡(luò)，總可以用一個電流源與一個電阻的并聯(lián)組合來等效代替，此電流源的電流Is等于這個有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流ISC，其等效內(nèi)阻R0定義同戴維南定理。 Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0稱為有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。2. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測量方法(1) 開路電壓、短路電流法測R0在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測其短路電流Isc，則等效內(nèi)阻為 如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，若將其輸出端口短路則易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。 (2) 伏安法測R0 用電壓表、電流表測出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線，如圖3-1所示。根據(jù)外特性曲線求出斜率tg，則內(nèi)阻 圖3-1也可以先測量開路電壓Uoc， 再測量電流為額定值IN時的輸出端電壓值UN，則內(nèi)阻為 (3) 半電壓法測R0 如圖3-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測網(wǎng)絡(luò)開路電壓的一半時，負(fù)載電阻（由電阻箱的讀數(shù)確定）即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。 圖3-2(4) 零示法測UOC 在測量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內(nèi)阻的影響，往往采用零示測量法，如圖3-3所示。零示法測量原理是用一低阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比較，當(dāng)穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓相等時，電壓表的讀數(shù)將為“0”。然后將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓UOC。三、儀器設(shè)備和選用掛箱序號名 稱數(shù)量備 注1萬用表1外購2穩(wěn)壓、穩(wěn)流源1DG04、05或GDS-033實(shí)驗(yàn)電路板或直流電路實(shí)驗(yàn)、負(fù)載1GDS-06A、GDS-074直流電壓、電流表1DG31-2或GDS-10四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖3-4(a)所示。 圖3-41. 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的Uoc、R0和諾頓等效電路的ISC、R0。按圖3-4(a)接入穩(wěn)壓電源Us = 12V和恒流源Is = 10mA，不接入RL。測出UOc和Isc,并計(jì)算出R0。（測UOC時，不接入直流毫安表。）表3-1 用開路電壓、短路電流法測定Uoc和ISCUoc(v)Isc(mA)R0 = Uoc/Isc()16.9631.805332. 負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖3-4(a)接入RL。改變RL阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。表3-2 測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性RL（K）01234567U（v）011.0813.4014.4114.9715.3215.5715.7616.90I（mA）31.63011.0906.7004.8053.7443.0702.6002.25703. 驗(yàn)證戴維南定理從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調(diào)到步驟“1”時所測得的開路電壓Uoc之值）相串聯(lián)，如圖3-4(b)所示，仿照步驟“2”測其外特性，對戴氏定理進(jìn)行驗(yàn)證。表3-3 測量戴維南等效電路的外特性RL（K）01234567U（v）011.2713.6314.6515.2215.5815.8416.0216.16I（mA）32.3911.2806.8184.8883.8113.1232.6462.29604. 驗(yàn)證諾頓定理：從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值，然后令其與直流恒流源（調(diào)到步驟“1”時所測得的短路電流ISC之值）相并聯(lián)，如圖3-5所示，仿照步驟“2”測其外特性，對諾頓定理進(jìn)行驗(yàn)證。 圖3-5表3-4 驗(yàn)證諾頓定理RL（K）01234567U（v）010.8113.0814.0614.6214.9715.2015.3816.82I（mA）30.9810.8206.5434.6923.6603.0002.5402.20405. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻（又稱入端電阻）的直接測量法。見圖3-4（a）。將被測有源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有獨(dú)立源置零（去掉電流源IS和電壓源US，并在原電壓源所接的兩點(diǎn)用一根短路導(dǎo)線相連），然后用伏安法或者直接用萬用表的歐姆檔去測定負(fù)載RL開路時A、B兩點(diǎn)間的電阻，此即為被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0，或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri 。 用此法測得的電阻為:5276. 用半電壓法和零示法測量被測網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0及其開路電壓Uoc。線路及數(shù)據(jù)表格自擬。表35電阻和開路電壓的測量值電阻R0/開路電壓U/V52617.08五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 測量時應(yīng)注意電流表量程的更換（對GDS-10）。2. 步驟“5”中，電壓源置零時不可將穩(wěn)壓源短接。3. 用萬用表直接測R0時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨(dú)立源必須先置零，以免損壞萬用表。其次，歐姆檔必須經(jīng)調(diào)零后再進(jìn)行測量。 4. 用零示法測量UOC時，應(yīng)先將穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至接近于UOC，再按圖3-3測量。5. 改接線路時，要關(guān)掉電源。6. 在戴維南、諾頓等效電路中的內(nèi)阻R0為計(jì)算值，實(shí)驗(yàn)掛箱上無此電阻，需要用DG09掛箱上的電位器提供該電阻。調(diào)節(jié)電位器，并用萬用表測量。使用萬用表時轉(zhuǎn)換開關(guān)要調(diào)節(jié)到相應(yīng)的量程檔位上。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理（1）戴維南定理的驗(yàn)證（2）諾頓定理的驗(yàn)證(3)R0的理論值為(330+510)*10/(330+510+10)+510=520,則：由1中測得的R0值的相對誤差為:(533-520)/520*100%=2.5%;由5中測得的R0值的相對誤差為:（527-520）/520*100%=1.35%;由6中測得的R0值的相對誤差為：（526-520）/520*100%=1.15%.U的理論值為12+520*0.01=17.2v,則：由1中測得的U值的相對誤差為：（17.2-16.69）/17.2*100%=2.97%；由6中測得的U值的相對誤差為：（17.2-17.08）/17.2*100%=0.70%。七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及誤差分析有以上二圖分析可知，在實(shí)驗(yàn)測定誤差允許的范圍內(nèi)，等效電路與原電路外特性一致。戴維南原理正確，即任何有緣二端口網(wǎng)絡(luò)均可等效為一個電壓源和一個電