03实验三戴维南定理和诺顿定理

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1、实验三戴维南定理和诺顿定了一、实验目的1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的止确性。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，贝忖将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端网络）。2、戴维南定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电压源为一个电阻的串联支路来等效代替，此电圧源的电压等于该何源二端网络的开路电压U°c，其等效内阻Ro等于该网络屮所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的等效电阻。这一串联电路称为该网络的代维南等效电

2、路。3、诺顿定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联组合来等效代替，此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流Isc，其等效内阻Ro定义与戴维南定理的和同。4、冇源二端网络等效参数的测量方法Uoc、【sc和Ro称为有源二端网络的等效电路参数，可山实验测得。（一）开路电压U（）c的测聚方法（1）可直接用电压表测最。（2）零示法测U（）c在测量貝有髙内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差。为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图3」所示。零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测冇源二端网络

3、进行比较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”。然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压。图3-1（二）等效电阻&的测量方法（1）开路电压、短路电流法测R。该方法只实用于内阻鮫大的二端网络。因当内阻很小时，若将其输出端口舸路则易损坏其内部元件，不宜用此法。该测量方法是：在有源二端网络输出端开路时，川电压表直接测其输出端的开路电压Uoc，然后将其输出端短路，川电流表测具短路电流Isc，则等效内阻为心=如Isc(2)伏安法测R()用电压表、电流农测出有源二端网络的外特性如图3・2

4、所示。根据外特性Illi线求出斜率tg,则内阻：R()—tg(/f-———MIsc(3)若只冇电压表及电阻器，没冇电流表测短路电流，或者某些被测网络本身不允许短路，则可在网络两端接入已知阻值为R的电阻器，测量该电阻两端电压Ur,然后按下式计算。R.=((U0C/Ur)-)R(4)半电压法测Ro如图3・3所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻(由电阻箱的读数确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。1图3-3图3・5三、实验设备1、万用表2、RXDI-1型电路原理实验箱四、实验内容被测冇源二端网络如图3・4(a)所示。内容一：有

5、源二端网络戴维南等效电路参数的测定1、用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc、Roo按图3-4(a)接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA,不接入斑。测出Ug和Isc,并计算出Ro，记录于表1o表1Uoc(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc(Q)2、负载实验按图3・4(a)接入陽。改变Rl(0-10kQ)阻值，测量冇源二端网络的外特性曲线，记录于表2o表2u(v)I(mA)3、有源二端网络等效电阻(入端电阻)的直接测量法。见图3・4(a)。将被测有源网络内的所冇独立源置零(先断开电流源Is，去掉电压源Us，再将电路中的C、D

6、两点间用导线短接)，然后用伏安法或直接用万用表的欧姆档去测定负载Rl开路时A、B两点间的电阻，此即为彼测网络的等效内阻Ro,或称网络的入端电阻Ri。4、用半电压法测最被测网络的等效内阻Ro,用零示法测最被测网络的开路电压Uoc。电路图及数据表格白拟。内容二：戴维南定理的验证取一只10KW调电位器，将其阻值调整到等于按内容一中的步骤1所得的等效电阻Ro值，然后令其与直流稳压电源(调到步骤1时所测得的开路电压Uoc值)相串联，电路如图34(b)所示,仿照内容一中的步骤2测其外特性，对戴维南定理进行验证，记录于表3。表3U(V)I(mA)内容三：诺顿定

7、理的验证取一只10K可调电位器，将其阻值调整到等于按内容一屮的步骤1所得的等效电阻K）值，然后令其与直流恒流源（调到步骤1时所测得的短路电流Isc值）相并联，电路如图3-5所示，仿照内容一中的步骤2测其外特性，対诺顿定理进行验证，记录于表4。表4U（v）I(mA)五、注意事项1、测量时应注意电流表量程的更换。2、电压源置零时不可将稳压源短接。3、用万用表直接测Ro时，（1）网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表；（2）欧姆档必须经调零后再进行测量。4、改接线路时，须先关掉电源。六、实验报告1、根据内容一的步骤2和内容二、内容三所测得的数据，分别

8、绘出Illi线，验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，并分析产纶误差的原因。2、根据内容一的步骤1、3、4的几种方法测得的Uoc、Ro,与预