1、實(shí)驗(yàn)六戴維南定理和諾頓定理的驗(yàn)證有源二端網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理的正確性，加深對(duì)該定理的理解。2. 掌握測(cè)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(gè)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，那么可將電路的其 余局部看作是一個(gè)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(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)， 總可以用一個(gè)電壓源與一個(gè)電阻的串聯(lián)來等效代替，此電壓源的電動(dòng)勢(shì)Us等于這個(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓Uoc,其等效內(nèi)阻Ro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(shí)的等效電阻。諾頓定理指出：任何一個(gè)線性有源網(wǎng)絡(luò)，總

2、可以用一個(gè)電流源與一個(gè)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(gè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的短路電流Isc,其等效內(nèi)阻Ro定義同戴維南定理。Uoc Us和Ro或者Isc Is和Ro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(cè)量方法 開路電壓、短路電流法測(cè) Ro 確定)即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻值。在有源二端網(wǎng)絡(luò)輸出端開路時(shí),用電壓表直接測(cè)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(cè)其短路電流Isc，那么等效內(nèi)阻為UocRo=Isc如果二端網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)阻很小，假設(shè)將其輸出端口短路 那么易損壞其內(nèi)部元件，因此不宜用此法。2伏安法測(cè)Ro用電壓表、電流表測(cè)出有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性

3、曲線，如圖 6-1所示。 根據(jù) 外特性曲線求出斜率tg $，那么內(nèi)阻 U UocRo= tg Q= 。 I Isc也可以先測(cè)量開路電壓Uoc，再測(cè)量電流為額定值In時(shí)的輸出被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)圖6-2Uoc Un端電壓值Un，那么內(nèi)阻為 Ro=。In3半電壓法測(cè)Ro如圖6-2所示，當(dāng)負(fù)載電壓為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)開 路電壓的一半時(shí)，負(fù)載電阻由電阻箱的讀數(shù)JaLR 蟲被測(cè)有源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)壓電源(4)零示法測(cè)Uoc圖6-3在測(cè)量具有高內(nèi)阻有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓時(shí)，用電壓表直接測(cè)量會(huì)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(cè)量法，如圖6-3所示.。零示法測(cè)量原理是用一低內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源與被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比 較

4、，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(shí)，電壓表的讀數(shù)將為“0。然后將電路斷開，測(cè)量此時(shí)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備戴維南 等效電路I 一一»序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源0 30V12可調(diào)直流恒流源0 500mA13直流數(shù)字電壓表0 200V14直流數(shù)字毫安表0 200mA15數(shù)字萬用表MY64 型16可調(diào)電阻箱099999.9 Q1DGJ-057電位器1K/5W1DGJ-058戴維南定理實(shí)驗(yàn)電路板1DGJ-05四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容被測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖6-4(a)。Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc(Q)(b)(a)

5、圖 6-41. 用開路電壓、短路電流法測(cè)定戴維南等效 電路的Uoc、Ro和諾頓等效電路的Isc、Ro。按圖6-4(a)接入穩(wěn)壓電源 Us=12V和恒流源ls=10 mA， 不接入Rl。測(cè)出U°c和Isc,并計(jì)算出Ro。(測(cè)Uoc 時(shí)，不接入mA表。)2. 負(fù)載實(shí)驗(yàn)按圖6-4(a)接入Rl。改變Rl阻值，測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性曲線。U (v)I ( mA)3. 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 Ro之值， 然后令其 與直流穩(wěn)壓電源調(diào)到步驟“ 1 時(shí)所測(cè)得的開路電壓 Uoc之值相串聯(lián)，如圖6-4b所示, 仿照步驟“ 2測(cè)其外特性，對(duì)戴氏定理進(jìn)行驗(yàn)證。U (v)I

6、 mA4. 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 Ro之值，然后令其與 直流恒流源調(diào)到步驟“ 1時(shí)所測(cè)得的短路電流Isc之值相并聯(lián)，如圖6-5所示，仿照步 驟“2測(cè)其外特性，對(duì)諾頓定理進(jìn)行驗(yàn)證。U vI mA5. 有源二端網(wǎng)絡(luò)等效電阻又稱入端電阻的直接測(cè)量法。見圖6-4a。將被測(cè)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(cè)定負(fù)載Rl開路時(shí)A、B兩點(diǎn)間的電阻，此即為被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻R0,或稱網(wǎng)絡(luò)的入端電阻Ri。R0及其開路電壓Uoc。線路及數(shù)據(jù)表圖6-56. 用半電壓法和零示法測(cè)量被測(cè)

7、網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻 格自擬。五、實(shí)驗(yàn)考前須知1. 測(cè)量時(shí)應(yīng)注意電流表量程的更換。2. 步驟“ 5中，電壓源置零時(shí)不可將 穩(wěn)壓源短接。1. 用萬用表直接測(cè) R0時(shí)，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(cè)量。4. 用零示法測(cè)量Uoc時(shí)，應(yīng)先將穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)至接近于Uoc，再按圖6-3測(cè)量。5. 改接線路時(shí)，要關(guān)掉電源。六、預(yù)習(xí)思考題1. 在求戴維南或諾頓等效電路時(shí)， 作短路試驗(yàn)，測(cè)ISC的條件是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否 直接作負(fù)載短路實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)實(shí)驗(yàn)前對(duì)線路 6-4a預(yù)先作好計(jì)算，以便調(diào)整實(shí)驗(yàn)線路及測(cè)量時(shí)可 準(zhǔn)確地選取電表的量程。2. 說明測(cè)有源二端網(wǎng)絡(luò)開路電壓及等效內(nèi)阻的幾種方法，并比擬其優(yōu)缺點(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.根據(jù)步驟2、3、4