含源一端口网络等效参数和外特性的测量

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1、专业：电气工程及自动化姓名：学号：实验报告日期：10月13日地点：东三-202课程名称：电路与电子技术实验Ⅰ指导老师：李玉玲成绩：__________________实验名称：实验5含源一端口网络等效参数和外特性的测量实验类型：_______同组学生姓名：__一、实验目的和要求1、验证戴维南定理和诺顿定理。2、验证电压源与电流源相互进行等效转换的条件。3、了解实验时电源的非理想状态对实验结果的影响。二、实验内容和原理原理：任何一个线性含源一端口网络，总可用一个电压源来代替其对外部电路的作用，该电压源的电动势等于这个含源一端口网络的开路电压，其等效内阻等于这个含源一端口网络中各

2、电源均为零时的无源一端口网络的入端电阻，这个结论就是戴维南定理。该等效电压源称为戴维宁等效支路，其端口伏安特性与原网络外特性完全相同。如果这个含源一端口网络用等效电流源来代替，其等效电流就等于这个含源一端口网络的短路电流，其特效内电导等于这个含源一端口网络各电源均为零时的无源一端口网络的入端电导，这个结论就是诺顿定理。当电压源为零值时，相当于将其短路；当电流源为零值时，相当于将其开路。开路电压的测量：当含源一端口网络的等效内阻与测量用电压表的内阻相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。等效电阻的测量：将含源一端口网络中的电源去掉，其余部分按原电路接好，用万用表或伏安

3、法测量该等效电阻。内容：1、按图接线，改变可调电阻R，测量UAB和I的关系曲线，特别注意要测出R＝∞及R＝0时的电压和电流。2、测量无源一端口网络的入端电阻。此时，电压源、电流源数值为零，再将负载电阻开路，用伏安法或直接用万用表测量A、B两点间的电阻，即为该网络的入端电阻RAB。3、将A、B两端左侧电路做戴维南等效，重复测量UAB和I的关系曲线并与任务1所测得的数据进行比较，验证戴维南定理。4、将A、B两端左侧电路做诺顿等效，重复测量UAB和I的关系曲线，并与任务1所测得的数据进行比较，验证诺顿定理。三、主要仪器设备数字万用表、电工综合实验台、DG07多功能网络实验组件四、操

4、作方法和实验步骤1．接线，改变电阻R，测UAB和I，记录各组数据，特别注意要测出R＝∞及R＝0时的电压和电流；2.将电流源短路，电压源两端插孔导线拔下接着一起，用万用表测入端电阻RAB；3.戴维南等效，测UAB和IR；4.诺顿等效，测UAB和IR。五、实验数据记录和处理表一内容1所得U和I关系表可变电0501001502003004006008001000∞阻R/ΩU/V0.011.422.463.324.025.055.826.857.53810.6I/mA32.127.824.722.12016.814.511.49.37.90由表一可得，R=0时，短路电流为32.1mA

5、；R=∞时，开路电压为10.6V。测得的等效电阻R=332Ω。表二戴维南等效时UI关系表可变电100200300400500600700800900阻R/ΩU/V2.464.015.085.856.436.897.277.577.83I/mA24.920.21714.612.911.510.49.48.6表三诺顿等效时UI关系表可变电50150250350450550650750850950阻R/ΩU/V1.413.294.535.426.086.586.997.327.597.82I/mA27.621.918.215.513.511.910.79.78.98.2六、实验结果

6、与分析1、等效参数：短路电流为32.1mA，开路电压为10.6V，等效电阻R=332Ω。2、由图可以看出，三条曲线几乎重合，且为直线。所以，戴维南定理和诺顿定理从实验结果课看出是成立的，即含源一端口网络可等效成开路电压源与等效电阻串联，或等效成短路电流与等效电阻并联。3、实验中的偏差来源于电压表电流表的误差、电压源和电流源的输出值和显示值不一、电压电流源在实验中有时示数会波动。七、讨论、心得讨论：1、戴维南定理的适用条件有线性电路、含源一端口网络。2、总结：这个实验是通过调节外部电阻值先测含有电压和电流源的线性一端口网络的伏安曲线，其中测出开路电压和短路电流，然后测出等效电阻

7、；接着，用开路电压值大小的电压源与等效电阻串联成戴维南等效电路，再测伏安曲线，同理做诺顿等效，测伏安曲线。最终对比三条曲线，发现为重合的线性曲线，由此可以得出所做得等效是成立的，即验证了这两个定理。戴维南和诺顿定理的证明可由叠加定理得出。心得：本次实验可以通过简单的对比方法验证理论课上常用的戴维南定理和诺顿定理的正确性，对定理也有更深的理解，在以后用这两个定理会更加踏实，觉得实验很有意义。同时，在实验中通过测相同组的数据绘制曲线来比较两个电路是否等效的方法也值得我学习，在今后的设计和思考电路中我也会积极