戴维南定理和诺顿定理验证实验数据

戴维南定理诺顿定理的证一实目、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性。、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。二原说、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，则可将电路的余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源二端网络）。、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与一个电阻的串支路来等效代替，此电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压U，等效内阻等0于该网络中所有独立源均置理想电压源视为短路想电流源视为开路的等效电阻。这一串联电路称为该网络的代维南等效电路。、诺顿定理：任何一个线性有源网络，总可以用一个理想电流源与一个电阻的并联合来等效代替，此电流源的电流等于该有源二端网络的短路电流I，其等效内阻定义SC0与戴维南定理的相同。、有源二端网络等效参数的测量方法U、I和称为有源二端网络的等效电路参数，可由实验测得。SC（一）开路电压U的量方法OC（1可直接用电压表测量。（2零示法测U

OC在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，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3-1所。零示法测量原理是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较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。图（二）等效电阻R的量方法

图（1开路电压、短路电流法测

0/

该方法只实用于内阻较大的二端网络当阻很小时将其输出端口短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，用电压表直接测其输出端的开路电压U，后将其输出端短路，用电流表测其短路电流I，等效内阻为（2伏安法测0

R

UI

SC用电压表电表测出有源二端络的外特性如图3-2所根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻：

R

UI

SC

。若有电压表及电阻器，没有电流表测短路电流，或者某些被测网络本身不允短路，则可在网络两端接入已知阻值为R的电阻器，量该电阻两端电压U，然后按下式计R算。(U0

)RR半压法测R

0如图所，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。图

图三实设序号

名称

型号与规格

数量

备注12345

可调直流稳压电源0～30V1可调直流恒流源0～500mA1直流数字电压表0～200V1直流数字毫安表0～200mA1数字万用表VC9801A+1

自备6

可调电阻箱0～99999.9Ω

1

DGJ-0578

电位器1K/2W1戴维南定理实验电路板1/

DGJ-05DGJ-05

四实内被测有源二端网络如图3-4(a)所示。内一有源二端网络戴维南等效电路参数的测定图、用路电压、短电流法测定戴维南等效电路的、R。0按图接稳压电源=12V和流源=10mA，不接。测出U和并L计算出，记录于表。0表U(V)OC

I(mA)SC

R=Uoc/Isc(、负载实验按图接入。变（0-10k）阻值，测量有源二端网络的外特性曲线，记录LL于表。表Ω)

9001200

∞U(V)I(mA)

11.7

9.7

8.2

、有源二端网络等效电阻（入端电阻）的直接测量法。见图（）。将被测有源网络内的所有独立源置零（先断开电流源I，掉电压源U，再将电路中的、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R开时AB两间的L电阻，此即为被测网络的等效内阻R，或称网络的入端电阻Ri用此法测得的电阻:5270Ω/

、用半电压法测量被测网络的等效内阻示法测量被测网络的开路电压Uoc。0电路图及数据表格自拟。表—5阻和开路电压的测量值电阻R/Ω

开路电压U/V内二戴维南定理的验证取一只可调电位器将其阻值调到等于按内容一中的步骤1所的效电阻R0值，然令其与直流稳压电源调到步骤所测得的开路电压值相串联，电路如图3-4(b)示，仿照内容一中的步骤测外特性，对戴维南定理进行验证，记录于表3表R()

1200

∞U(V)I(mA)

11.749.8

8.3

内三诺顿定理的验证取一只可调电位器将其阻值调到等于按内容一中的步骤1所的效电阻R0值后令其与直流恒流调步骤时测得的短路电流I值并联路如图3-5SC所示，仿照内容一中的步骤2测外特性，对诺顿理进行验证，记录于表4。表R()U(V)I(mA)

900

∞五注事测时应注意电流表量程的更换。实步骤5”中，电压源置零时不可将稳压源短接。用用表直接测Ro时络的独立源必须先置零免损坏万用表次姆档必须经调零后再进行测量。用示法测量Uoc时应先将稳压电源的输出调至接近于，再按图量。改接线路时，要关掉电源。六预思题/

在戴维南或诺顿等效电路时，作短路实验，测Isc的件是什么？在本实验中可直接作负载短路实验？请实验前对线路8-4(a)先作好计算以调整实验线路及量时可准确地选取电表的量程。答测Isc的件是插入毫安表短AB端在实验中可直接做负载短路实验，测出开路电压Uoc与路电流，效电阻。说测有源二端网络开路电压及效电阻的种法，并比较其优缺点。答（）测开路电压Uoc方法优缺点比较：①零示法测Uoc。优点：可以除电压表内阻的影响；缺点：操作上有难度，难于把握精确度。②直接用电压表测。优点：方便简单，一目了然；缺点：会造成较大的误差。（2测等效电阻Ro的法优缺点比较：①直接用欧姆表测Ro优点：方便简单，一目了然；缺点：会造成较大的误差。②开路电压路流测Ro点量方法简单易作点二网的内阻很小时，容易损坏其内部元件，因此不宜选用。③伏安法测Ro点用伏安特性曲线可以直观看出其电压与电流的关系点需作图，比较繁琐。④半电压法测优点：方法比较简单；缺点：难于把握精确度七、实验报告根步骤、34分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿理的正确性，并分析产生误差的原因。/

答误差主要来源于实验操作的不读数时存在差异实验仪器本身的不精确等这些都是导致误差的原因根步骤1几种方法测得的Uoc与Ro与习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。答0

的理论值为Ω则：由1中测得的R值相对误差为(534-520)/520*100%=2.6%由5中测得的R由6中测得的R

值的相对误差为（527-520）/520*100%=1.35%。值的相对误差为：（526-520）/520*100%=1.15%.U的论值为12+520*0.01=17.2v,：由1中测得的U值的对误差为：17.2-17.09/17.2*100%=0.64%；由6中测得的U值的对误差为：17.2-17.08/17.2*100%=0.70%。归、总结实验结果。答在实验