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1、实验三 戴维南定理的验证一、实验目的 1.验证戴维南定理。 2.加深对等效电路概念的理解。 3.掌握测量有源二端网络等效电路参数的方法。二、实验原理与说明 由戴维南定理可知：任何一个线性含源二端网络 Ns，对外电路来说，可以用一个 电压源和电阻的串联组合来等效，此电压源的电压等于该网络 Ns的开路电压 uoc，而 电阻等于该网络中所有的独立电源置零后的输入电阻 Req。如图 4-1 所示。NS外电路11Req 外电路11uoc+ -+-u（a） (b) 图 4-1上述的有源二端网络与含源支路完全等效是指它们的外部特性完全相同，即有源 二端网络 Ns在端口 1-1处与含源支路在 1-1处，都接入
2、同样大小负载，则流过负载的 电流完全相等。 由含源支路的外部特性不难得出有源二端网络的外部特性：u=uocReqi,其伏安 特性曲线如图 4-2 所示。由此可见，只要测出有源二端网络 Ns在端口 1-1处的开路电压 uoc和短路电流 isc，即可得出戴维南等效电阻：Req = 。但是一些有源二端网络ocscu i是不充许短路的，测量短路电流会损坏电路内部元件，因此可以间接地进行测定。uocuiisc图 4-2首先测出有源二端网络 Ns在端口 1-1处的开路电路电压 uoc，然后接上一个已知 负载电阻 RL，测出 uL及 i，如图 4-3 所示，则L LocLLLocLocRuuRuuu iuu
3、q) 1(Re1Req1uoc+ -mAVRL图 4-3求戴维南等效电阻还可以用下面的方法。首先把有源二端网络 Ns变成无源二端网 络 No，即将有源二端网络中的独立电源去掉（电压源用短路线代替，电流源开路） 。 然后在无源二端网络 No端口 1-1处施加已知电压 u 并测出电流 i，如图 4-4 所示。No1 mAuoc-+i+-图 4-4三、实验内容与方法 1.按图 4-5 联接电路，us接直流稳压电源。经实验指导教师检查后，接通电源。调节电源 电压粗、细调旋钮，使 us的电源电压为 24V。 2.首先测量开路电压 uoc。然后在电路的 1-1端接入表 4-1 中所给出的电阻，并测量所对
4、应的电压和电流，并记入表 4-1 中R1+-R4mAV+-R2R3RLus1001001k100 K1K211图 4-5表 4-1RL ()030511004305101K2K I (mA)U (V)3.按图 4-6 联接电路。即将有源二端网络变成无源二端网络后，在其 1-1端加电压15V（在 1-1端接直流稳压电源） ，测出电流 I，计算 Req(=)。U I+- mAuoc+ -11R1R2R3R415Vi1001001001k图 4-6 4.根据表 4-1 测量数据计算 Req 5.根据上面所得的戴维南等效电路参数，组成等效电路，如图 4-7 所示。Uoc接直流稳压 电源，Req用可变电
5、阻或相近似的标准电阻，Req数值以 uoc/isc为准。重复步骤 2，将所 测数据记入表 4-2 中，并与表 4-1 的数据对照验证戴维南等效定理。RLRequoc+ -mAVK1K211图 4-7表 4-2RL ()030511004305101K2K I (mA)U (V)四、注意事项 1.在实验前，应根据电路预先估算所要测量电压，电流的方向和最大值，以正确联接测 量仪表，选择测量仪表的量程。 2.在实验步骤 3 中，应将原电路中的电压源 us去掉后，再用短路线来替换。切不可直接 用短路线联接电源两端，以免损坏设备。 3.考虑到电表内阻的影响，在实验步骤 1，5 中，电表接法应一致。五、实验报告 1.列出所有测量和计算的数据2.画出原网络端点的伏安特性曲线和戴维南等效电路端点的伏安特性曲线。 3.说明戴维南定理的验证情况。六、实验设备 1.通用电工实验室设备1 台 2.万用表 UT61A1 块 3.直流电流表 0-2A1 块 4.电阻元件 330、510、750、1K、1.5K、2K、2.4K、3K、4.7K 各 1 只 5.可变电阻器 10K1 只 6.单掷开关2 只 7.联接导线若干
