實(shí)驗(yàn)三 戴維寧定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)三 戴維寧定理的驗(yàn)證一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 驗(yàn)證戴維寧定理。2、 學(xué)習(xí)測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓和等效內(nèi)阻的方法。3、 通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)戴維寧定理應(yīng)用的理解，加深對(duì)電源等效概念的理解。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 按照戴維寧定理的理論分析步驟，用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證。三、 實(shí)驗(yàn)元器件、儀器與設(shè)備1、 智能化電工與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)；2、 數(shù)字式萬(wàn)用表；四、 實(shí)驗(yàn)原理1、 戴維寧定理任何一個(gè)線(xiàn)性有源二端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)與其相連的負(fù)載或電路來(lái)說(shuō)，總可以用一個(gè)理想電壓源和電阻相串聯(lián)的有源支路代替，其理想電壓源的電壓E等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)端口a、b的開(kāi)路電壓Uab ，其內(nèi)阻等于原網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立電源去除后的a、b端口的等效電阻Rab。

2、其原理示意圖如圖3-1所示：圖3-1戴維寧定理電源等效示意戴維寧定理用于計(jì)算復(fù)雜電路中的某個(gè)電阻上或支路上的電壓或電流，它的理論分析步驟：1） 劃出有源二端網(wǎng)絡(luò)：通常需要分析的電阻或支路（負(fù)載支路）之外的電路就是有源二端網(wǎng)絡(luò)，其連接的兩個(gè)端點(diǎn)就是上圖所示的a、b端點(diǎn)。斷開(kāi)該負(fù)載支路與有源二端網(wǎng)絡(luò)的連接。2） 計(jì)算有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電動(dòng)勢(shì)E：采用各種電路分析方法計(jì)算去除負(fù)載支路后a、b兩點(diǎn)的開(kāi)路端電壓Uab，Uab=E。3） 計(jì)算有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電源內(nèi)阻Rab：將斷開(kāi)負(fù)載支路的有源二端網(wǎng)絡(luò)中所有的理想電壓源和電流源去除，其方法：將理想電壓源短路，將理想電流源開(kāi)路，使它們無(wú)法輸出有效的電路激勵(lì)E

3、和Is。此后，采用電阻串、并聯(lián)的分析方法計(jì)算剩下電路（無(wú)源網(wǎng)絡(luò)）中的等效電阻Rab，Rab=Ro。4） 計(jì)算負(fù)載支路的電流或電壓：此時(shí)復(fù)雜的有源二端網(wǎng)絡(luò)就等效為圖3-1右圖所示的等效電源，將負(fù)載支路重新接到a、b端點(diǎn)上，按圖3-2即可非常簡(jiǎn)單地求出所需的電流或電壓值。圖3-2戴維寧等效電路2、 諾頓定理由于任何一個(gè)電源都可以等效為電壓源形式也可以根據(jù)需要等效為電流形式，如用一個(gè)理想電壓源和電阻相串聯(lián)的有源支路代替線(xiàn)性有源二端網(wǎng)絡(luò)，就是戴維寧定理；如用一個(gè)理想電流源和電阻相并聯(lián)，就是諾頓定理。其理想電流源的電流Is等于該有源二端網(wǎng)絡(luò)端口a、b的短路電流Iab ，其內(nèi)阻等于原網(wǎng)絡(luò)中所有獨(dú)立電源去除

4、后的a、b端口的等效電阻Rab。其原理示意圖如圖3-3所示：Iab 圖3-3 諾頓定理電源等效示意諾頓定理用于計(jì)算復(fù)雜電路中的某個(gè)電阻上或支路上的電壓或電流，它的理論分析步驟：1） 劃出有源二端網(wǎng)絡(luò)：通常需要分析的電阻或支路（負(fù)載支路）之外的電路就是有源二端網(wǎng)絡(luò)，其連接的兩個(gè)端點(diǎn)就是上圖所示的a、b端點(diǎn)。斷開(kāi)該負(fù)載支路與有源二端網(wǎng)絡(luò)的連接。2） 計(jì)算有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電流Is：采用各種電路分析方法計(jì)算去除負(fù)載支路后a、b兩點(diǎn)的短路電流Iab，Iab=Is。3） 計(jì)算有源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電源內(nèi)阻Rab：和戴維寧分析方法一樣采用電阻串、并聯(lián)的分析方法計(jì)算去除電源后，剩下電路（無(wú)源網(wǎng)絡(luò)）中的等效電阻R

5、ab，Rab=Ro。4） 計(jì)算負(fù)載支路的電流或電壓：此時(shí)復(fù)雜的有源二端網(wǎng)絡(luò)就等效為圖2-3右圖所示的等效電源，將負(fù)載支路重新接到a、b端點(diǎn)上，按圖3-4即可非常簡(jiǎn)單地求出所需的電流或電壓值。圖3-4諾頓定理等效電路在實(shí)際分析時(shí)，可以根據(jù)具體情況將有源二端網(wǎng)絡(luò)用戴維寧定理或諾頓定理進(jìn)行等效分析計(jì)算，并且這兩種方法結(jié)果都是一樣的！五、 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)1、 復(fù)習(xí)教材“§1.9 戴維寧定理”中的相關(guān)部分，特別是戴維寧定理的等效分析步驟。2、 用戴維寧定理的理論分析方法按步驟并結(jié)合下圖計(jì)算電流和，要求計(jì)算出具體數(shù)值！圖35戴維寧定理實(shí)驗(yàn)電路圖l 計(jì)算有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓：（提示：最好采用疊加原理計(jì)

6、算Uab）l 計(jì)算無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻Rab=Ro：l 計(jì)算和：注意：將上述計(jì)算結(jié)果填于表3-1中的“理論計(jì)算值”對(duì)應(yīng)欄中。六、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟 1、 實(shí)驗(yàn)電路圖片：外接恒壓源外接恒流源注意：l 圖中除IS USH和RL外都已內(nèi)部連好。l 外接恒流源的正極接：IS紅端；恒壓源的正極統(tǒng)一接右邊。l 圖中右邊開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)撥朝右邊，圖示的1K的電阻電路中并未實(shí)際接上。2、 測(cè)量有源二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓：實(shí)驗(yàn)前先用電壓表和電流表監(jiān)測(cè)，調(diào)整恒壓源和恒流源的輸出為實(shí)驗(yàn)所需值。根據(jù)圖3-5所示，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量斷開(kāi)負(fù)載后的二端網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，并將結(jié)果填于表3-1中。3、 測(cè)量等效電阻：去除有源網(wǎng)絡(luò)中的所有理想

7、電壓源和理想電流源，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量該屋源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻，并將結(jié)果填于表3-1中。4、 測(cè)量實(shí)際電路的和：將電阻接到a、b兩點(diǎn)并接上直流毫安表，通電測(cè)量電流和，將結(jié)果填于表3-1中。表3-1 戴維寧定理實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算值表項(xiàng)目 V（開(kāi)路） V（帶負(fù)載） mA（帶負(fù)載）理論計(jì)算值實(shí)驗(yàn)結(jié)果5、 用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證戴維寧定理利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用以下公式驗(yàn)證戴維寧定理的正確性，要求兩個(gè)結(jié)果的誤差小于圖3-6戴維寧實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等效電路圖l 利用實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)和，計(jì)算，比較實(shí)際測(cè)量得到的是否相等？l 同樣利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算，比較實(shí)際測(cè)得的是否相等？七、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理及思考題1、 如果在實(shí)驗(yàn)圖3-5中的a、b兩點(diǎn)間增加并聯(lián)一個(gè)3K的電阻其他保持不變，只將200支路作為負(fù)載支路，則對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中的測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)有如何影響，請(qǐng)將相應(yīng)數(shù)值填入表3-2中？為什么？表3-2項(xiàng)目 V V mA僅200支路實(shí)驗(yàn)結(jié)果2、 如果在實(shí)驗(yàn)圖3-5中的a、b兩點(diǎn)間并聯(lián)一個(gè)3K的電阻其他保持不變，將3K與200支路共同作為負(fù)載支路，則對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中的測(cè)量數(shù)