戴維南定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、戴維南定理實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、試驗(yàn)?zāi)康?、驗(yàn)證戴維南定理2、測(cè)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。二、 試驗(yàn)原理戴維南定理指出：任何一個(gè)線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于外電路而言，總可以用一個(gè)抱負(fù)電壓源和電阻的串聯(lián)形式來(lái)代替，抱負(fù)電壓源的電玉等于原一端口的開(kāi)路電壓uoc，其電阻(又稱(chēng)等效內(nèi)阻)等于網(wǎng)絡(luò)中全部自立源置零時(shí)的入端等效電阻req，見(jiàn)圖4-1。圖4- 1 圖4- 21、開(kāi)路電壓的測(cè)量辦法辦法一：挺直測(cè)量法。當(dāng)有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效內(nèi)阻req與電壓表的內(nèi)阻rv?相比可以忽視不計(jì)時(shí)，可以挺直用電壓表測(cè)量開(kāi)路電壓。辦法二：補(bǔ)償法。其測(cè)量電路如圖4-2所示，e為高精度的標(biāo)準(zhǔn)電壓源，r為標(biāo)準(zhǔn)分壓電

2、阻箱，g為高敏捷度的檢流計(jì)。調(diào)整電阻箱的分壓比，c、d兩端的電壓隨之轉(zhuǎn)變，當(dāng)ucd=uab時(shí)，流過(guò)檢流計(jì)g的電流為零，因此uab=ucd =r2/(r1+ r2)e=ke式中 k= r2/(r1+ r2) 為電阻箱的分壓比。按照標(biāo)準(zhǔn)電壓e 和分壓比κ就可求得開(kāi)路電壓uab,由于電路平衡時(shí)ig= 0，不消耗電能，所以此法測(cè)量精度較高。2、等效電阻req的測(cè)量辦法對(duì)于已知的線性有源一端口網(wǎng)絡(luò)，其入端等效電req可以從原網(wǎng)絡(luò)計(jì)算得出，也可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)出，下面介紹幾種測(cè)量辦法：辦法一：將有源二端網(wǎng)絡(luò)中的自立源都去掉，在ab端外加一已知電壓u，測(cè)量一端口的總電流i總則等效電阻req=

3、 u/i總實(shí)際的電壓源和電流源具有一定的內(nèi)阻，它并不能與電源本身分開(kāi)，因此在去掉電源的同時(shí)，也把電源的內(nèi)阻去掉了，無(wú)法將電源內(nèi)阻保留下來(lái)，這將影響測(cè)量精度，因而這種辦法只適用于電壓源內(nèi)阻較小和電流源內(nèi)阻較大的狀況。辦法二：測(cè)量ab端的開(kāi)路電壓uoc及短路電流isc則等效電阻req= uoc/isc這種辦法適用于ab端等效電阻req較大，而短路電流不超過(guò)額定值的情形，否則有損壞電源的危急。圖4 – 3 圖 4-4辦法三：兩次電壓測(cè)量法測(cè)量電路如圖4-3所示，第一次測(cè)量ab端的開(kāi)路uoc，其次次在ab端接一已知電阻rl(負(fù)載電阻)，測(cè)量此時(shí)a、b端的負(fù)載電壓u，則a、b端的等效

4、電阻req為：req =(uoc/ u)-1rl第三種辦法克服了第一和其次種辦法的缺點(diǎn)和局限性，在實(shí)際測(cè)量中常被采納。3、戴維南等效電路法假如用電壓等于開(kāi)路電壓uoc 的抱負(fù)電壓源與等效電阻rl相串聯(lián)的電路(稱(chēng)為戴維南等效電路，參見(jiàn)圖4-4)來(lái)代替原有源二端網(wǎng)絡(luò)，則它的外特性u(píng)=f(i)應(yīng)與有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性徹低相同。試驗(yàn)原理電路見(jiàn)圖4-5b。圖 4 - 5三、預(yù)習(xí)內(nèi)容在圖4-5(a)中設(shè)e1=10v，e2=6 v,r1=r2=1 kω，按照戴維南定理將ab以左的電路化簡(jiǎn)為戴維南等效電路。即計(jì)算圖示虛線部分的開(kāi)路電壓uoc,等效內(nèi)阻req及a、b挺直短路時(shí)的短路電流isc

5、之值，填入自擬的表格中。四、儀器設(shè)備1、電路分析試驗(yàn)箱 一臺(tái)2、直流毫安表 一只3、數(shù)字萬(wàn)用表 一臺(tái)五、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、用戴維南定理求支路電流i3，測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓uoc等效電阻req按圖4-5(a)接線，經(jīng)檢查無(wú)誤后，采納挺直測(cè)量法測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓uoc。電壓表內(nèi)阻應(yīng)遠(yuǎn)大于二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻req 。用兩種辦法測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻reqa、采納原理中介紹的辦法二測(cè)量：首先利用上面測(cè)得的開(kāi)路電壓uoc和預(yù)習(xí)中計(jì)算出的req估算網(wǎng)絡(luò)的短路電流isc大小，在isc之值不超過(guò)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，可挺直測(cè)出短路電流，并將此短路電流isc數(shù)據(jù)記

6、入表格4- 1中。b、采納原理中介紹的辦法三測(cè)量：接通負(fù)載電阻rl，調(diào)整電位器r4使rl = 1 kω，使毫安表短接，測(cè)出此時(shí)的負(fù)載端電壓u并記入表格4 - 1中。表 4 – 1取a、b兩次測(cè)量的平均值作為req (i3的計(jì)算在試驗(yàn)報(bào)告中完成)2、測(cè)定有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性調(diào)整電位器r4即轉(zhuǎn)變負(fù)載電阻rl之值，在不同負(fù)載的狀況下，測(cè)量相應(yīng)的負(fù)載端電壓和流過(guò)負(fù)載的電流，共取五個(gè)點(diǎn)將數(shù)據(jù)記入自擬的表格中。測(cè)量時(shí)注重，為了避開(kāi)電表內(nèi)阻的影響，測(cè)量電壓u時(shí),應(yīng)將接在ac間的毫安表短路，測(cè)量電流i時(shí)，將電壓表從a、b端拆除。若采納萬(wàn)用表舉行測(cè)量，要特殊注重?fù)Q檔。3、測(cè)定戴維南等效電路的外特性。將另一路直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)整到等于實(shí)測(cè)的開(kāi)路電壓uoc值,以此作為抱負(fù)電壓源，調(diào)整電位器r6，使r5十r6=req，并保持不變。以此作為等效內(nèi)阻，將兩者串聯(lián)起來(lái)組成戴維南等效電路。按圖4-5(b)接線,經(jīng)檢查無(wú)誤后，重復(fù)上述步驟測(cè)出負(fù)載電壓和負(fù)載電