实验五戴维南定理和诺顿定理的验证

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1、实验五戴维南定理和诺顿定理的验证有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解。2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。二、原理说明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M络，总可以用一个电压源与一个电阯的串联来等效代替，此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc,某等效内阻〜等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阯。诺顿定理指出：任何一个

2、线性有源网络，总可以用一个电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流Is等于这个有源二端网络的短路电流Isc，其等效内阻Rn定义同戴维南定理。Uoc和Rn或者Is（:和R«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麓方法（1）开路电压、短路电流法测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，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc，则等效内阻为UocRo=Isc如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路，则易损坏其内部元件，因此不宜用此（2）半电压法测Ro如图5-1所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载

3、电阯（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。RUS被测有源网络图5-1这种方法不易损坏内部元件，但存在电压表分流的误差。(a)图5-2(b)1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc、R。和诺顿等效电路的Isc、Ro。按图5-2(a)接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。测出Uoe和Isc，并计算山Ro。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0〜30V12可调直流恒流源0〜500mA13直流数字电压表0〜200V14直流数字毫安表0〜2000mA15戴维南定理实验电路板1HE-126可调电阻箱0〜999

4、9.9欧1HE-19四、实验内容被测有源二端网络如图5-2(a)oUoc(v)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc(Q)2.负裁实验按图5-2(a)接入么。改变么阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。U(v)I(mA)1.验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻Rq之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路Ffe压Uoc之值）相串联，如图5-2（b）所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。U(v)I(mA)2.有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的直接测量法。将被测有源网络内的所有独立源置零（将电流源Is断开，去掉电压源Us，并

5、在原电压源所接的两点用一根短路导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载Rt开路吋A、B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻Ro,成称网络的入端电阻Ri。五、实验注意事项1.测量吋应注意负载的接法及电流表量程的更换。2.步骤4中，电压源置零吋不可将稳压源短接。3.改接线路吋，要关掉电源。4.步骤1中测量前mA表量程调至200mA,并且测Uoc吋不接mA表。六、预习思考题1.在求戴维南或诺顿等效电路吋，作短路试验，测1%的条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路5-2（a）预先作好U•算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量

6、程。条件：所测量的一端口网络中有适当大小的电阻，这样不会烧坏电表。在本实验中可否直接作负载短路实验。2.说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。开路电压、短路电流法测Rq在有源二端网络输出端开路吋，用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc,然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流Isc，则等效内阻为UocRn=IscO这种方法方便，原理简单；但如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路，则易损坏其内部元件。半电压法测〜如图所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确走）即为被测有源二端网络的等效内阻值。这种方法不易损坏

7、P、j部元件但存在电压表分流的误差。Rlf§us(被測有源网络