实验五 戴维宁定理的验证(仿真实验)

1、实验五 戴维宁定理的验证（仿真实验）一、实验目的1. 验证戴维宁定理的正确性，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。3. 掌握测量开路电压与等效内阻的方法。二、实验原理1. 戴维宁定理任何一个线性有源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为有源一端口网络）。戴维宁定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势US等于这个有源二端网络的开路电压UOC，其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。UOC（US）和R0称

2、为有源二端网络的等效参数。2. 有源二端网络等效电阻的测量方法（1）开路电压、短路电流法测R0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，用电流表测其短路电流ISC，则等效内阻为：如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。（2）伏安法测R0 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图5-1所示。根据外特性曲线求出斜率，则内阻： 图5-1 外特性曲线 图5-2 半电压法测内阻的方法（3）半电压法测R0如图5-2所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（即电阻箱）的阻值就是被测有源二端网络的等效内

3、阻值。三、实验设备序号名 称型号与规格数量1直流稳压电源030V12直流恒流源0500mA13直流数字电压表0200V14直流数字毫安表0200mA15十进制可变电阻箱099999.916戴维宁定理实验电路板1四、实验内容被测有源二端网络如图5-3（a）所示，电压源US=12V和恒流源IS=10mA。 （a）电路原理图 （b）等效电路图5-3 有源二端网络图5-4 Multisim戴维宁定理测开路电压仿真电路图5-5 Multisim戴维宁定理测短路电流仿真电路1. 用开路电压、短路电流法测量戴维宁等效电路的UOC、R0。按图5-3（a）接入稳压电源US=12V和恒流源IS=10mA，不接入R

4、L。测量出开路电压UOC（注意测量开路电压UOC时，不接入毫安表。）；然后再短接RL，测量出短路电流ISC，则根据公式计算出R0，将所测数据填入表5-1中。表5-1 开路电压、短路电流法的实验数据理 论 值实 测 值图5-6 Multisim“戴维宁定理”原电路伏安实验图5-7 Multisim“戴维宁定理”等效电路伏安实验2.伏安法（戴维南等效电路与原电路伏案关系比较）按图5-6接入负载电阻RL（即电阻箱）。按表5-2改变电阻箱RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线，将数据填入表5-2中。按图5-7接入负载电阻RL（即电阻箱）。按表5-3改变电阻箱RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线，将数

5、据填入表5-3中。表5-2 有源二端网络的外特性实验数据（原电路）RL（k）123456789U（V）I（mA）表5-3 有源二端网络的外特性实验数据（等效电路）RL（k）123456789U（V）I（mA）图5-8 Multisim“戴维宁定理” 半电压法实验电路3. 半电压法按图5-8接入负载电阻RL（即电阻箱）。改变电阻箱RL阻值，使其两端电压等于UOC的一半，电阻箱RL的阻值记录于表5-3中。表5-3 有源二端网络的等效电阻、开路电压的实验数据五、实验注意事项1. 测量时应注意电压表、电流表量程的更换。2. 改接电路时，要关掉电源。六、预习报告计算有源二端网络开路电压及等效内阻。七、实验报告1. 根据步骤1的方法测得的UOC与R0与预习时电路计算的结果作比较，分析误差产生的原因？