深圳大学电路分析基础资料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m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正确性。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，贝山J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，此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻R（）等于该网络屮所有独立源均證零（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路。3、诺顿定理：任何一个线性有源网络，总

2、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、Isc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Uoc在测量貝有髙内阻有源二端网络的开路电压吋，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。零示法测量原理是川一低内阻的稳压电源与被测冇源二端网络进行比较，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

3、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。（二）等效电阻Ro的测量方法（1）开路电压、短路电流法测Ro该方法只实用于内阻佼大的二端网络。因当内阻很小时，若将其输出端口如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&用电压表、电流农测出有源二端网络的外特性如图3・2所示。根据外特性Illi线求出斜率则内阻:A[/(3)若只冇电压表及电阻器，没冇电流表测煎路电流，或者某些被测网络本身不允许煎路，则可在网络两端接

4、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。RoUs〔)Uoc/2Ro!IV-111'Rl■111■—图3-3三、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：有源二端网络代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

5、,并计算出R（）,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Rl。改变Rl（O-lOkQ）阻值，测量有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R（）,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Uo

6、c。电路图及数据表格白拟。内容二：戴维南定理的验证取一只lOKhJ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R（）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

7、、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，分别绘出曲线，验证戴维南定理、诺顿定理的正确性，并分析产生误差的原因。2、根据内容一的步骤1、3、4的儿种方法测得的Uoc、Ro,