1、戴维宁定理和有源二端网络等效参数的测定电信 132 班 33 张世东【实验目的】1.验证戴维宁定理的正确性。2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。【实验设备和材料】1.KHDL-1型电路实验箱。2.MF-500型万用表。3.数字万用表。【实验原理】1任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，次电压源的电动势 Es等于这个有源二端网络的开路电压 Uoc，其等效内阻 Ro等于该网络中所有独立源都置零（理想电压源短路，理想电流源开路）时的等效电
2、阻。Uoc 和 Ro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）开路电压法、短路电流法（二端网络内阻很低时，不宜采用此法）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 Uoc，然后再用电流表直接接到输出端测其短路电流 Isc，则内阻为: IURSCO0（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图 3-1所示。根据外特性曲线求出斜率tan，则内阻为： IURSCOtan0(3)半电压法如图 3-2 所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻 RL即为被测有源二端网络的等效内阻值。【实验内容】1.用开路电压、短路电流法则测戴维宁等效电路的
3、 和 :UOCR0实验电路 KHDL-1型电路试验箱左侧”戴维宁定理“框内，如图 1所示。（1）电压 U直接取自试验箱下方+12V 电源；将数字万用表红表笔插入电流表”+“孔，黑表笔插入”a“孔，数字万用表置直流 20V档，打开 KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察将数字万用表电压数据 记入表 1中。OC（2）关闭 KHDL-1型电路实验箱各相关电源开关，将实验箱下方直流数字哈南表（20mA）代替数字万用表位置，打开 KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察并将直流数字毫安表数据 记入表 1中。ISC（3）根据表 1数据计算有源二端网络电路的内阻，将它填入表中。（ V）UO（mA)
4、ISC ()IURSCO04.06V 11.48mA 354表 12.有源二端网络电路的负载外特性的测试:（1）实验电路参考图 1:“a”,“b”两孔用导线连通，直流数字毫安表（20mA 档）仍串入电流表位置；用数字万用表直流 20V档并接在负载电阻两端测电压；负载电阻用试验箱右下角可变电阻，先测 =0时的电压和电流，然后再接入负载电阻并按表 2要求逐渐改变RL负载电阻阻值，将测得的电压和电流填入表 2中。表 2（2）根据表 2 数据画出有源二端电路的负载外特性曲线。(kRL)0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U(V) 0 2.99 3.44 3.63 3.73 3.79 3.84
5、 3.87 3.89 3.91 3.93 0I（mA）11.47 3.02 1.73 1.22 0.94 0.76 0.64 0.55 0.47 0.43 0.39 4.073.验证戴维宁定理：（1）参阅表 1 的数据，在 KHDL-1 型电路实验箱上搭建如图 2 所示实验电路。其中：用实验箱下方直流稳压电源，将“输出粗调”置 010V档，先将数字万用表（直流UOC20V档）插入“030V”插孔内，调“输出细调”使其显示为 值，然后接入电路；UOC用试验箱 “戴维宁定理”框内 1k电位器，先用数字万用表（欧姆 2k档）调准 再R0 R0接入电路；电流表用实验箱上的的直流数字毫安表（20mA 档
6、）串入电路；负载电阻 用L实验箱右下角可变电阻；电压表数字万用表（直流 20V档）并联在负载电阻 两端测电压、（2）打开实验箱各相关电源开关，按表 3要求测量，将数据域表 2相比较，验证戴维宁定理的正确性。RL（k）0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 U（V）0 2.94 3.41 3.60 3.71 3.87 3.82 3.85 3.88 3.90 3.91 4.06I(mA）10.81 2.97 1.72 1.21 0.93 0.76 0.64 0.55 0.49 0.43 0.39 0表 34.用万用表直接测量有源二端昂罗的内阻：将实验箱“戴维宁定理”框内电压源 断开，在原先
7、位置用导线连接，再用数字万USS用表（欧姆 2k 档）直接插入图 2 中电流表“+”孔和“a”孔，测出二段网络的内阻。内阻为：334【思考题】1.给一线性有源一端口网络在不测 和 的情况下，如何用实验ISCUO方法求的其等效参数？答：2.实际电压源于实际电流源等效变换的条件是什么？所谓“等效”是对谁而言？电压源和电流源能否等效变换？答：所谓等效是对电路及电路运行产生相同作用而言。可以等效变换。3.在什么情况下才可以用欧姆表测量有源二端网络的等效电阻？答：在有源网络断电且电容器件完全放电的前提下，才可测其等效电阻。4.说明测有源二段网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。答：开路电压，墩路电流法、伏安法、半电压法、零示法
