实验六戴维南定理—有源二端网络等效参数的测定

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1、实验六戴维南定理—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、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，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，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（电压源短路，电流源开路）后的等效电阻R0.诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并

2、联组成的实际电流源来代替，其中：电流源IS等于这个有源二端网络的短路电流ISC，内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零（电压源短路，电流源开路）后的等效电阻R0.US、RS和IS、RS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量方法（1）开路电压、短路电流法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,然后将其输出端短路,测其短路电流ISC,且内阻为：。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外特性曲线

3、，如图6—1所示。开路电压为UOC，根据外特性曲线求出斜率，则内阻为：。另一种方法是测量有源二端网络的开路电压UOC，以及额定电流和对应的输出端额定电压UN，如图6—1所示，则内阻为：。(3)半电压法如图6—2所示，当负载电压为被测网络开路电压UOC一半时，负载电阻RL的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻RS数值。（4）零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行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6—3所示。零示法测量原理

4、是一低内阻的恒压源与被测的有源二端网络进行比较，当恒压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”，然后将电源断开，测量此时恒压源的输出电压U，即为被测二端网络的开路电压。三、实验设备1.直流数字电压表、直流数字毫安表（根据型号的不同，EEL—Ι型为单独的MEL—06组件，其余型号含在主控制屏上）2恒压源（EEL—Ι、Ц、Ш、Ⅳ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）+6v(+5v),+12v,0~30v可调或（2）双路0~30v可调。）3.恒流源（0~500mA可

5、调）4.EEL—23组件或EEL—18组件（含固定电阻、电位器）、EEL—30组件或EEL—51组件、EEL—52组件.四、实验内容A.适合EEL—Ц被测有源二端网络选用EEL—30组件中的网络1，并与负载电阻RL（用电阻箱）连接，如图6—4（a）所示。1.开路电压、短路电流法测量有源二端网络的等效参数测开路电压UOC：在如图6—4（a）电路中，断开负载RL，用电压表测量1、2两端电压，并将数据记入表6—1中。测短路电流ISC：在图6—4（a）电路中，将负载RL短路，用电流表测量电流，并将数据记入表6

6、—1中。计算有源二端网络的等效参数US和RS。表6—1开路电压、短路电流数据UOC(V)ISC(V)RS=UOC/ISC2．伏安法测量有源二端网络的等效参数测量有源二端网络的外特性：在图6—4（a）电路中，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—2中。并计算有源二端网络的等效参数US和RS。表6—2有源二端网络的外特性数据RL(Ω)990900800700600500400300200100U12(V)I(mA)3．验证有源二端网络的等效定理绘制有源二端网络的外特性曲

7、线：根据表6—2数据绘制有源二端网络的外特性曲线。测量有源二端网络等效电压源的外特性：图6—4（b）电路是图（a）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有源二端网络的等效电压源的外特性数据RL(Ω)990900800700600500400300200100UAB(V)I(mA)测量有源二端网络等效电流源

8、的外特性：图6—4（C）电路是图（a）的等效电流源电路，图中，电流源IS用恒流源，并调整到表6—1中的ISC数值，内阻RS按表6—1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—4中。表6—3有源二端网络的等效电流源的外特性数据RL(Ω)990900800700600500400300200100UAB(V)I(mA)4.被测有源二端网络选用EEL—30组件中的网络2，重复上述步骤。5