戴维南定理和诺顿定理的验证──有源二端网络等效参数的测定

戴维南定理和诺顿定理的验证

──有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，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。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，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。戴维南定理指出：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。诺顿定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个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Is等于这个有源二端网络的短路电流ISC，其等效内阻R0定义同戴维南定理。Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0称为有源二端网络的等效参数。2.有源二端网络等效参数的测量方法(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UocR0＝──Isc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。图3-1(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3-1所示。根据外特性曲线求出斜率tgφ，则内阻△UUocR0＝tgφ＝──＝──。△IIsc也可以先测量开路电压Uoc，再测量电流为额定值IN时的输出端电压值UNUoc－UN则内阻为R0＝────。IN(3)半电压法测R0如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（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。(4穗)零示拐法测UO盗C在测壳量具筒有高守内阻怨有源诉二端连网络冬的开蹦路电铜压时专，用秋电压固表直扔接测黄量会妻造成订较大王的误迟差。灶为了楚消除氏电压缺表内扔阻的两影响医，往惩往采梦用零略示测伤量法难，如阶图3-蒸3所示.。零示滩法测笔量原册理是贱用一脂低内各阻的卡稳压卖电源坡与被累测有狮源二摆端网烦络进载行比碗较，贺当稳叹压电谁源的堵输出稼电压劫与有富源二叔端网拐络的未开路壳电压扣相等游时，低电压冒表的追读数家将为额“0”。然活后将槐电路隆断开刚，测计量此避时稳侧压电两源的朵输出锣电压睛，知即为欣被测题有源园二端叙网络脾的开障路电窗压。三、柴实验对设备四、笑实验雷内容被测飘有源麻二端狭网络秤如图3-筝4(懂a)。1.用开秤路电县压、沸短路应电流追法测伸定戴掌维南锈等效电路爽的Uo灯c、R0和诺正顿等枝效电捧路的IS犹C、R0。按怀图3-劲4(扬a)接入引稳压挤电源Us寻=1日2V和恒奇流源Is课=1寄0m导A，不接贼入RL。测闷出UO凤c和Is愤c,并计钢算出R0。（绒测UO落C时，家不接熊入mA表。轰）2.负载厘实验按图3-沙4(济a)接入RL。改夹变RL阻值幅，测捷量有代源二耻端网驻络的柿外特丧性曲熔线。3.验证茎戴维抛南定种理：煎从电钉阻箱价上取川得按固步骤数“1”所得戴的等炒效电皱阻R0之值绩，荒然后绩令其董与直汪流稳墓压电村源（汗调到澡步骤殿“1”时所兆测得厉的开倚路电疗压Uo业c之值竖）相角串联托，如质图3-舍4(率b)所示段，仿呜照步拉骤“2”测其严外特沫性，刮对戴诵氏定队理进伤行验活证。4.验证波诺顿垃定理串：从裕电阻甚箱上藏取得我按步仅骤“1”所得守的等鹊效电件阻R0之值剩，笋然后军令其挡与直乔流恒涨流源毫（调育到步赖骤“1”时所骡测得扛的短崖路电矿流IS婚C之值破）相贱并联提，如沟图3-傍5所示伐，仿姥照步搁骤“2”测其叔外特孤性，嫌对诺诞顿定龙理进胞行验下证。5.有源掠二端域网络便等效宣电阻修（又攀称入净端电集阻）辣的直痕接测桥量法涛。见陡图3-寻4（a）。厅将被方测有涂源网飘络内幻玉的所妻有独本立源佛置零软（去伪掉电植流源IS和电喷压源US，并参在原柴电压扔源所尼接的器两点尖用一轮根短尝路导月线相匠连）皂，然壤后用视伏安虏法或跌者直贺接用馒万用袄表的刘欧姆较档去萝测定摆负载RL开路陆时A、B两点默间的宿电阻泥，此班即为眠被测侦网络鲜的等授效内谊阻R0，或树称网稼络的速入端滚电阻Ri。6.用半认电压根法和革零示脖法测堂量被槽测网讯络的臂等效倘内阻R0及其朽开路卷电压Uo跃c。线挑路及衰数据辟表格胖自拟返。五、均实验距注意菜事项1.测量煎时应午注意独电流洲表量钢程的放更换屯。2.步骤选“5”中，岗电压的源置陵零时修不可圾将稳欧压源括短接卫。3.用万血表直毙接测R0时，腔网络洁内的崇独立嘉源必佩须先夺置零拐，以边免损朗坏万范用表明。其透次，纳欧姆煌档必率须经傅调零骆后再鱼进行损测量均。4.用零非示法炸测量UO龄C时，报应先萝将稳崖压电余源的裙输出漫调至图接近轰于UO决C，再董按图3-按3测量僚。5.改接涝线路峰时，扭要关妨掉电匪源。六、愤预习报思考碰题1.在求打戴维凡南或亿诺顿怜等效垄电路礼时，劳作短卵路试剧验，悲测IS政C的条练件是首什么怀？在袍本实温验中己可否香直接抗作负离载短盖路实帆验？姑请实利验前待对线初路3-兵4(僵a)预先填作好肢计算施，以店便调吊整实禾验线光路及士测量但时可嫁准确扶地选聋取电壶表的芹量程点。2.说明狡测有沾源二理端网商络开泽路电木压及舰等效感内阻吗的几克种方惠法，缓并阅比较瞧其优躁缺点议。七、跟实验宅报告1.根据敢步骤2、3、4，分踪蝶别绘劣出曲殊线，秩验证卵戴维割南定持理和粗诺顿