实验12 戴维宁定理与最大功率传输定理

1、实验实验1.2 戴维宁定理与最大功率传输定理戴维宁定理与最大功率传输定理 1.加深对戴维宁定理与最大功率传输定理的理解。 一、实验目的一、实验目的 2.掌握简单的利用实验手段验证定理的方法。 1.设计右图虚线框所示有源二端网络的等效电路，用测量端口的伏安特性的实验方法求出等效电路参数，并验证戴维宁定理的正确性。二、实验任务二、实验任务 2. 验证最大功率传输定理，画出上图的相关数据记录的表格及输出功率随负载变化的曲线。 直流数显稳压电源、恒流源、XD03电路挂箱、XD06电阻挂箱中十进制电阻箱和R3可调电阻、电流插座、插头、直流电流表、数字万用表、导线。三、实验设备三、实验设备四、实验原理及步

2、骤四、实验原理及步骤 将钥匙开关置于“开”位置，此时带红色指示灯的按钮亮,电工综合台的开机操作顺序：(见动画) 可 通过观察柜面上三个线电压表了解此时三相电源电压情况。三相电网输入三相电网输出 将“白色电压指示纽子开关” 切换至“三相电网输入”， 实验所需交、直流电源,均需通过带绿色指示灯的按钮启动后方可使用。 在按下带绿色指示灯的按钮前，需观察面板上所有的仪表及三相自耦调压器是否处于关关的状态，以防启动时的冲击电流对仪表及元器件造成损坏。关表示380V电源进入装置。开启动停止三相电源线电压指示 将面板上所有的仪表处于“关”的状态，三相自耦调压器旋钮逆时针回到零位，然后按下带红色指示灯的停止按

3、钮，并将钥匙开关置于“关”位置。再拆除线路。直流数显稳压电源 打开电源开关，指示灯亮。101020203030 调节“输出粗调”量程旋钮，有10V10V、20V20V、30V30V三档可供选择， 通过“输出细调”可在输出端输出0.00.030V30V连续电工综合台的关机操作顺序： (见动画)可调的直流电压，接线时注意极性。由于稳压电源输出显示误差较大，所以实验中用万用表直流电压档来监测稳压电源输出电压。“输出粗调”旋钮平时应置于10V挡。 2 22020500500恒流源恒流源 打开电源开关，指示灯亮。 调节“输出粗调”量程旋钮, 有2 2mA A、2020mA A、500500mA A三档可

4、供选择， 通过“输出细调”可在输出端输出0.00.0500500mA A连续可调的直流电流， 接线时注意极性。调节10mA电源电流时可先用导线将输出端短路后再进行调节。为什么？为什么？直流数字电流表 将“+ +、”两端串接在被测电路中并按下红色琴键， 20mA 200mA2000mA 对标有量程的三档琴键开关进行操作,完成量程的选择。 当 被测值超出量程时,仪表将发出报警信号,此时告警指示灯亮, 蜂鸣器鸣叫，接触器跳开,将供电源切断。 处理方法:应立即按下白色“复位”按钮,切断告警回路。在排除故障后重新起动。 报警复位 线性有源二端网络可以用一个理想电压源uoc与一个等效电阻Ro相串联的等效电

5、路来代替。戴维宁定理：戴维宁定理：uocRo+_ 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。 方法二：独立源置零后直接用万用表电阻档测出等效电阻。 实验室测量等效电阻Ro方法: 因此，验证戴维宁定理的思路是用实验方法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。 有源二端口网络AB伏安特性曲线测量步骤步骤: : 1.将直流稳压电源调至万用表示数为6V、恒流源短路后调至10mA，关闭电源开关拆线后，分别接入有源二 最大功率传输定理：线性有源二端网

6、络的端口外接负载电阻RL，当负载RL=Ro(等效电阻)时，负载电阻可从网络中获得最大功率，且最大功率为 。o2oc4Ru端网络，将R3可调电阻的X1和X2接入电路负载ABAB端作为RL，将电流插头插入电流插座内并按极性连接至直流电流表，将数字万用表并联在RL两端。打开仪器电源，开始操作。注意极性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RL=，测得负载开路电压Uoc和电流I (0)，由开路短路法得出Ro

7、(= )。 IscUoc 3.将负载RL调至最大值测出U和I，在RL=0和RL的最大值之间对I(或U)均匀取值(D1D5)写入表中，以该I(或U)为参照，通过调节RL分别测出对应于该I(或U)值(D1D5)时相应的U(或I)的值，填入表中，完成有源二端口网络AB的伏安关系表格的记录。RL0/RL最大I(Isc )(D1)(D2)(D3)(D4)(D5)0U0(Uoc)表一、有源二端口网络AB的伏安关系 4.拆除电路联线，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。 5.将上面有源二端口网络AB的伏

8、安关系表的参照值I(或U)的 D1D5抄入下面同样格式的表格中，通过调节RL,测出RL从0变化时对应的U(或I)值，完成等效电路的伏安关系表格记录。等效电路实验图RL0/I(Isc)(D1)(D2)(D3)(D4)(D5)0U 0(Uoc)表二、等效电路的AB伏安关系比较表一和表二伏安关系表格，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。将十进制电阻箱联接成计算所得的等效电阻Ro值，替换 功率随负载变化的曲线测量实验任务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RL) ，测出电流I I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I I值，分别计算出负载功率P值，完成有源二端网络负载与功率关系的表格。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)IP(Pmax)表三、负载与功率关系五、实验报告要求五、实验报告要求 1. 画出实验电路与表格，简要写出实验的步骤。 2. 完成有源二端网络ABAB的伏安关系与等效电路的伏安关系的表格记录。在同一坐标系中绘出它们的伏安曲线。计算Ro实验值与理论值误差。 3. 完成负载与功率关系表格记录。画出它们关系曲线。记录