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实验二 戴维南定理的验证
一．实验目的
1．验证戴维南定理、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．实验原理
1．戴维南定理和诺顿定理
戴维南定理指出：任何一个有源二端网络如图6－1（a），总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替如图6－1（b），其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC, 内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻RO。
诺顿定理指出：任何一个有源二端网络如图6－1（a），总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源来代替如图6－1（c），其中：电流源IS等于这个有源二端网络的短路电源ISC, 内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻RO。
US、RS和IS、RS称为有源二端网络的等效参数。
1
有源网络
1
mA＋
3
RS
RL
＋
mA
3
RS
1
＋
mA
3
U122
－
U12
－
RL
IS
U12
－
4
US
RL
2
（ａ〕
4
2
4
（ｂ〕图 6-1
(c)
2．有源二端网络等效参数的测量方法
(1)开路电压、短路电流法 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，测其短路电流ISＣ，且内阻为：
RS
UOC
。 ISC
若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。 (2)伏安法
一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的U
U 外特性曲线，如图6－2所示。开路电压为UOC，根据外
OC UN 特性曲线求出斜率tgφ，则内阻为：
UU Rtg。
S
I
另一种方法是测量有源二端网络的开路电压UOC，
以及额定电流IN和对应的输出端额定电压UN，如图6
O
IN
I I
SC
图 6-2
－1所示，则内阻为：RS
UOCUN
。
IN
三．实验设备
1．直流数字电压表、直流数字电流表； 2．恒压源（双路0～30V可调）； 3．恒源流（0～200mA可调）； 4．MEEL－06组件。
四．实验内容
被测有源二端网络如图6-5所示.。
330
IS
0
510
S1
RL
5110
+US
S2
1．在图6-5所示线路接入恒压源US＝12V和恒流源IS＝20mA及可变电阻RL。 测开路电压UOC：在图6－5电路中，断开负载RL，用电压表测量开路电压UOC，将数据记入表6－1中。
测短路电流ISＣ：在图6－5电路中，将负载RL短路，用电流表测量短路电流ISＣ，将数据记入表6－1中。
表6-1
Uoc(V)
Isc(mA)
Rs=Uoc/Isc
2．负载实验
测量有源二端网络的外特性：在图6－5电路中，改变负载电阻RL的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表6－6中。并计算有源二端网络的等效参数US和RS。
表6-2 RL() 990 U(V) I(mA)
900
800
700
600
500
400
300
200
100
3．验证戴维南定理
测量有源二端网络等效电压源的外特性：图6－1(ｂ)电路是图6－5的等效电压源电路，图中，电压源US用恒压源的可调稳压输出端，调整到表6－1中的UOC数值，内阻RS按表6－1中计算出来的RS（取整）选取固定电阻。然后，用电阻箱改变负载电阻RL 的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表6－3中。
表6-3有源二端网络等效电流源的外特性数据
RL() U(V) I(mA)
990
900
800
700
600
500
400
300
200
100
4．测定有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的其它方法：将被测有源网络内的所有独立源置零(将电流源IＳ去掉，也去掉电压源，并在原电压端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RＬ开路后A.,B两点间的电阻，此即为被测网络的等效内阻Req或称网络的入端电阻R1。
Req== ()
五．实验注意事项
1．测量时，注意电流表量程的更换。 2．改接线路时，要关掉电源。
六．预习与思考题
1．如何测量有源二端网络的开路电压和短路电流，在什么情况下不能直接测量开路电压和短路电流？
2．说明测量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。
七．实验报告要求
1．回答思考题。
2．根据表6－1和表6－2的数据，计算有源二端网络的等效参数US和RS。 3．实验中用各种方法测得的UOC和RS是否相等？试分析其原因。
4．根据表6－2、表6－3的数据，绘出有源二端网络和有源二端网络等效电路的外特性曲线, 验证戴维南定理的正确性。
5．说明戴维南定理的应用场合。
本文来源：https://www.wddqxz.cn/906c53fab94cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb2cf.html
2022-09-29
