直流网络定理

直流网络定理一、 实验目的1、 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。2、 验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。3、 掌握测量线性有源二端网络等效参数的一般方法。二、 原理说明1、 叠加原理指出：在有多个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。2、 线性电路的齐次性是指当激励信号(某独立源的值)增加或减小K倍时，电路的响应(即在电路中各电阻元件上所建立的电流和电压值)也将增加或减小K倍。3、 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)。4、 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R等于该网络中所有独立0源均置零(理想电压源视为短路，理想电流源视为开路)时的等效电阻。Uoc(Us)和R或者I(I)和R称为有源二端网络的等效参数。0 SCS 0有源二端网络等效参数的测量方法如下：开路电压、短路电流法测等效电阻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UocR= 0Isc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，因此不是所有的电路都宜用此法。伏安法测R被测有源网络0被测有源网络用电压表、电流表测出有源网络的外特性曲线，如图1-1所示。根据外特

性曲线求出斜率tg®，则内阻△U UocR=tg®= =—ocR=tg®= =—0图1-2△I Isc也可以先测量开路电压Uoc,

再测量电流为额定值I时的输出N端电压值U，则内阻为R=N 0U-Uoc NRW被测有源网络稳压电源半电压法测R0图1-3如图1-2图1-3零示法测UOC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1-3所示.。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，当稳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“)”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。三、实验设备序号名 称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0〜30V可调二路2直流数字电压表0〜200V13直流数字毫安表0〜200mA14叠加原理实验电路板1DGJ-035戴维南定理实验电路板DGJ-056可调电阻箱0〜99999.901DGJ-05四、预习思考题在叠加原理实验中，要令U、U分别单独作用，应如何操作？12可否直接将不作用的电源(U或U)短接置零？12在叠加原理实验电路中，若有一个电阻器改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？3•在求戴维南等效电路时，作短路试验，测I的条件是什么？SC在本实验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路l-5（a）预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电表的量程。说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。五、 实验注意事项用电流插头测量各支路电流时，或者用电压表测量电压降时,应注意仪表的极性，仪表默认红色插孔为正极性端、黑色为负极性端、正确判断测得值的+、一号后，记入数据表格。测量时应先估算电流的大小，注意电流表量程的更换。改接线路时，要关掉电源。六、 实验步骤叠加原理实验实验线路如图1-4所示，用DGJ-03挂箱的“基尔夫定律/叠加原理”线路。（注意K3拨向电阻侧）图14（1） 将两路稳压源的输出分别调节为UA=12V和UB=6V,用连接线接入U和U插孔处12（2） 令U电源单独作用（即将开关K投向U狈IJ,开关K投向1112短路侧，此时U虽有电压，但已与测试电路完全断开，而B、C两点2已被短接）。用直流数字电压表测量各电阻元件两端的电压，用毫安表（接电流插头）测量各支路电流测量数据记入表1-1。（3） 令U电源单独作用（将开关K投向短路侧，开关K投向U2122侧，此时U虽有电压，但已与测试电路完全断开，而F、E两点已被1短接），重复实验步骤2的测量和记录，数据记入表1-1。（4） 令U和U共同作用（开关K和K分别投向U和U侧），重121212复上述的测量和记录，数据记入表1-1。（5） 将U的数值调至+12V，重复上述第3项的测量并记录，戴维南等效电踴!Roiun戴维南等效电踴!RoiunRlUoc(v)Isc(mA)R=Uoc0/Isc(Q)数据记入表1-1。表1-1测量项目实验内容I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U单独作用1U单独作用2U、U共同作用122U单独作用22.戴维南定理头验被测有源二端网络如图「5（a）。（b）$的R。0把戴维南定理实验电路板DGJ-05按图1-5（a）所示接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，处不接入任何电阻。分别测出U和Isc,TOC\o"1-5"\h\zL Oc并计算出R。（注测U时，不接入毫安表。）0 OC（2）负载实验按图1-5（a）接入可调电阻箱作为可变电阻R。改变R阻值，测量有源二端网络的外特L L性曲线U=f（I），记入下表。R(Q)1002003004005006007008001000U（V）I(mA)（3）构建等效电路验证戴维南定理：从可调电包阻上取得按步骤骤“1”所得的等效电阻R之值，然后令其与直流稳压电源（调到步骤0“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，用连接线连出如图1-5（b）所示的电路，仿照步骤“2”测其外特性，记入下表。根据测得的数据对比步骤“2”所测数据对戴氏定理进行验证。R(Q)1002003004005006007008001000U（V）I(mA)七、实验报告要求回答预习思考题。根据数据表1,验证所测电压及电流是否符