实验14 戴维宁定理与最大功率传输定理

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1、实验1.2叠加定理与戴维宁定理电路分析基础实验1.加深对对叠加定理、戴维宁定理与最大功率传输定理的理解。一、实验目的2.掌握在实验室实现叠加定理和戴维宁定理的分析方法。1.利用叠加定理求出教材P13图1.2.1所示电路中UAB和IAB。要求：在实验室完成UAB和IAB的测试，画出相关数据记录的表格。二、实验任务2.设计教材P13图1.2.2所示有源二端网络的等效电路，求出等效电路参数，要求：3.验证最大功率传输定理，画出教材P13图1.2.2的相关数据记录的表格及输出功率随负载变化的曲线。说明：仿真实验任务和

2、方法参见教材在实验室完成戴维宁定理的正确性的验证。画出相关数据记录的表格和伏安特性曲线。直流数显稳压电源、直流数显恒流源、XD03电路挂三、实验设备四、实验步骤电工综合台的开、关机操作顺序及设备的使用方法参见实验“实验1.1元件的伏安特性测量”的课件介绍箱、XD06元件挂箱(十进制电阻箱和R3可调电阻)、电流插头、直流数字电流表、数字万用表、导线。1.按教材P13图1.2.1所示电路联接线路。将十进制220Ω电阻接入XD03电路挂箱电路中的RL处(如图所示)。任务一开关K置于左侧,相当于负载短路开关K置于右

3、侧，相当于接入所联接的电阻负载电阻电流插座220Ω注意极性2.将直流数显稳压电源电压调为万用表示数为9V，直流数显恒流源调为10mA。将电流插头插入电流插座中，并将插头红黑引出线按极性联接至直流数字电流表。3.实验步骤及表格一格式参见教材P14“1.虚拟实验室测试法”。完成叠加定理的验证。电流插座万用表求等效电路参数Ro方法，可采用教材P14实验室测量等效电阻Ro方法一：开路短路法,用Ro=uoc/isc关系式计算等效电阻。即测出该网络的开路电压uoc和短路电流isc，代入式子计算即可。实验室验证戴维宁定理的

4、思路是先找出等效电路的参数，然后再分别测量出有源二端口网络和它的等效电路的伏安特性，对比两个特性曲线，即可得到验证结果。uocRo+_等效电路任务二1.将叠加定理电路图中电源电压调至6V，负载电阻改接为R3可调电阻，装置使用的具体方法参见“实验1.1元件的伏安特性测量”的课件介绍。Ro值保留小数点后一位2.将电路中白色钮子开关置于左侧(或用一根导线将X1、X2联接)，即将负载短路，读出负载RL短路电流Isc和电压U(≈0),再将白色钮子开关置于右侧(或拆除短路导线)，即将负载RL接入。断开负载RL的一端，使得

5、RL=∞，测得负载开路电压Uoc和电流I(≈0)，由开路短路法得出Ro(=)。IscUoc3.将负载RL调至最大值测出U和I，在RL=0和RL最大值之间对电流(或电压)均匀取值(D1~D5)写入表中，以该电流(或电压)为参照，通过调节RL分别测出对应于该电流(或电压)值(D1~D5)时相应的电压(或电流)的值，填入表中，完成有源二端口网络AB的伏安关系表格二的记录。RL0///RL最大∞IAB(Isc)(D1)(D2)(D3)(D4)(D5)≈0UAB≈0(Uoc)表二、有源二端网络AB的伏安特性测试表4.拆

6、除电路联线，将直流稳压电源调至万用表示数为Uoc，十进制电阻调为Ro值，负载电阻仍用装置上的R3作为RL,完成下图有源二端网络AB等效电路实验图的联接。等效电路实验图5.将上面有源二端口网络AB的伏安关系表二的参照值电流(或电压)的D1~D5抄入下面同样格式的表格三中，通过调节RL，测出RL从0～∞变化时对应的电压(或电流)值，完成等效电路的伏安关系表格三的记录。注意极性RL0////∞IAB(Isc)(D1)(D2)(D3)(D4)(D5)≈0UAB≈0(Uoc)表三、等效电路的AB伏安特性测试表比较表一和

7、表二伏安关系表格，在参照值一样的情况下对应的电压值是否相同，从而得出戴维宁定理验证结果。1.将十进制电阻箱联接成计算所得的等效电阻Ro值，替换实验任务二中有源二端口网络的负载端的RL电阻，(即用十进制电阻箱的电阻作为负载RL)。任务三2.测出电流IAB值。再将十进制百位电阻分别调小和调大，同时记录阻值和对应的IAB值，分别计算出负载功率P值，完成有源二端网络输出功率随负载变化的表格。观察表格数据变化规律，得出当RL=Ro时电路输出功率最大从而验证了最大功率传输定理RL(Ro)IABP(Pmax)表四、负载与功

8、率关系测试表五、实验报告要求1.画出实验电路与表格，简要写出电路原理和实验的步骤。3.完成有源二端网络AB的伏安关系表格二与等效电路的伏安关系的表格三的仿真记录和实测记录。在同一坐标系中绘出它们的伏安特性曲线。计算Ro实验值与理论值误差。4.完成输出功率随负载变化的表格仿真记录和实测记录。画出它们关系的曲线。验证最大功率传输定理。2.完成验证叠加定理的表格一仿真记录和实测记录，并与理论值进行误差计算