電路分析基礎(chǔ)課程設(shè)計

1、電 路 分 析 基 礎(chǔ)課 程 設(shè) 計1、 實(shí)驗(yàn)名稱 戴維南定理二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 驗(yàn)證戴維南定理。2 測定線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)的外特性和戴維南等效電路的外特性。三、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備，器材1 電路分析實(shí)驗(yàn)箱 一臺2 直流毫安表 一臺3 數(shù)字萬用表 一臺 四、實(shí)驗(yàn)原理 戴維南定理指出：任何一個線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，對于外電路而言，總可以用一個理想電壓源和電阻的串聯(lián)形式來代替，理想電壓源的電壓等于原一端口的開路電壓，其電阻（又稱等效內(nèi)阻）等于網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立源置零時的入端等效電阻，見圖41。 圖4 1 圖4- 2 1、開路電壓的測量方法 1 方法一：直接測量法。當(dāng)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻與電壓表的內(nèi)阻，相比可以忽略

2、不計時，可以直接用電壓表測量開路電壓。2 方法二：補(bǔ)償法。其測量電路如圖42所示，為高精度的標(biāo)準(zhǔn)電壓源，為標(biāo)準(zhǔn)分壓電阻箱，為高靈敏度的檢流計。調(diào)節(jié)電阻箱的分壓比，c、d兩端的電壓隨之改變，當(dāng)時，流過檢流計的電流為零，因此 式中 為電阻箱的分壓比。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電壓 和分壓比就可求得開路電壓,因?yàn)槁菲胶鈺r，不消耗電能，所以此法測量精度較高。 2、等效電阻的測量方法對于已知的線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，其入端等效電可以從原網(wǎng)絡(luò)計算得出，也可以通過實(shí)驗(yàn)測出，具體測量方法有以下幾種： 1 方法一：將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立源都去掉，在端外加一已知電壓，測量一 端口的總電流，則等效電阻 。實(shí)際的電壓源和電流源具有一定的內(nèi)

3、阻，它并不能與電源本身分開，因此在去掉電源的同時，也把電源的內(nèi)阻去掉了，無法將電源內(nèi)阻保留下來，這將影響測量精度，因而這種方法只適用于電壓源內(nèi)阻較小和電流源內(nèi)阻較大的情況。2 方法二：測量端的開路電壓及短路電流則等效電阻 這種方法適用于端等效電阻較大，而短路電流不超過額定值的情形，否則有損壞電源的危險。 圖4 3 圖 443 方法三：兩次電壓測量法 測量電路如圖43所示，第一次測量端的開路，自作主張性質(zhì)第二次在端接一已知電阻（負(fù)載電阻），測量此時、端的負(fù)載電壓，則、端的等效電阻為： 第三種方法克服了第一和第二種方法的缺點(diǎn)和局限性，在實(shí)際測量中常被采用。3、戴維南等效電路法如果用電壓等于開路電壓

4、 的理想電壓源與等效電阻相串聯(lián)的電路（稱為戴維南等效電路，參見圖4-4）來代替原有源二端網(wǎng)絡(luò)，則它的外特性應(yīng)與有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性完全相同。實(shí)驗(yàn)原理電路見圖4-5。 圖4-55、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 戴維南定理求支路電流， 測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓等效電阻 按圖4-5接線，經(jīng)檢查無誤后，采用直接測量法測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓。電壓表內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)大于二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。用兩種方法測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻 a、采用原理中介紹的方法二測量：首先利用上面測得的開路電壓和預(yù)習(xí)中計算出的估算網(wǎng)絡(luò)的短路電流大小，在之值不超過直流穩(wěn)壓電源電流的額定值和毫安表的最大量限的條件下，可直接測出短路電流，并將此短路電流

5、數(shù)據(jù)記入表格4 1中。 b、采用原理中介紹的方法三測量：接通負(fù)載電阻，調(diào)節(jié)電位器使 =，使毫安表短接，測出此時的負(fù)載端電壓并記入表格4 - 1中。項(xiàng)目uoc（v）u（v）isc（ma）req（）數(shù)值2.341.0128.483.2表 4 1取a、b兩次測量的平均值作為（的計算在實(shí)驗(yàn)報告中完成） 2、測定有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性調(diào)節(jié)電位器,即改變負(fù)載電阻之值，在不同負(fù)載的情況下，測量相應(yīng)的負(fù)載端電壓和流過負(fù)載的電流，共取五個點(diǎn)將數(shù)據(jù)記入自擬的表格中。測量時注意，為了避免電表內(nèi)阻的影響，測量電壓時,應(yīng)將接在間的毫安表短路，測量電流時，將電壓表從端拆除。若采用萬用表進(jìn)行測量，要特別注意換檔。 6、 實(shí)驗(yàn)

6、結(jié)果、項(xiàng)目uoc(v)vise(ma)req()數(shù)值2.341.0128.483.2數(shù)值2.341.2326.410.1數(shù)值2.341.0325,691.67、8、 結(jié)果分析 實(shí)驗(yàn)前需要做充分的準(zhǔn)備，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 。戴維南定理實(shí)驗(yàn)中計算出來的開路電壓于測量值相差很大原因是測量時，電壓表有內(nèi)阻，此內(nèi)阻并聯(lián)到應(yīng)當(dāng)開路的兩點(diǎn)間，使得在測量時，這兩點(diǎn)間的電壓低于計算的電壓，尤其在被測的兩點(diǎn)間的電阻很大，使得無法做到電壓表的內(nèi)阻被測電路兩點(diǎn)間的電阻，這時，測量得到的值與計算值就會相差很大。八、實(shí)驗(yàn)心得1. 應(yīng)用戴維南定理可將任一復(fù)雜的集總參數(shù)含源線性時不變二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個簡單的二端網(wǎng)絡(luò)，即可以將原來的電路等效為一恒壓源與電阻串聯(lián)的電路。2. 戴維南定理只對外電路等效，對內(nèi)電路不等效。也就是說，不可應(yīng)用該定理求出等效電源電動勢和內(nèi)阻之后，又返回來求原電路(即有源二端網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部電路)的電流和功率。3. 應(yīng)用戴維南定理進(jìn)行分析和計算時，如果待求支路后的有源二端網(wǎng)絡(luò)仍為復(fù)雜電路，可再次運(yùn)用戴維南定理，直至成為簡單電路。4. 戴維南定理只適用于線性的有源二端網(wǎng)絡(luò)。如果有源二端網(wǎng)絡(luò)中含有非線性元