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1、实验1.2 戴维宁定理与最大功率传输定理电路分析基础实验电路分析基础实验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、实验设备四、实验原理及步骤将钥匙开关置于“开”位置，此
2、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钮，并将钥匙开关置于“关”位置。再拆除线路。
3、直流数显稳压电源打开电源开关，指示灯 亮。102030调节“输出粗调”量程 旋钮，有10V、20V、30V三档 可供选择， 通过“输出细调”可 在输出端输出0.030V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。 220500恒流源 打开电源开关，指示灯 亮。 调节“输出粗调”量程 旋钮, 有2mA、20mA、500mA三 档可供选择，通过“输出细调”可 在输出端输出0.0500mA连续 可调的直流电流， 接线时注意极 性。调节10mA电源电
4、流时可先 用导线将输出端短路后再进行调节。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 路来代替。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uo
5、c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 :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 。端网络，将R3可调电阻的X
6、1和X2接入电路负载AB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(= )。IscUoc3.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
7、)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
8、安关系表格记录。等效电路实验图RL0/ I(Isc)(D1)(D2)(D3)(D4)(D5)0U0(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AB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。记录最大功率时RL的阻值，验证最大功率传输定理 。 4.根据测试数据，得出结论。5.完成思考题。六、注意事项本实验是直流实验，接线时注意电源及表计的极性 。测量RL=相关数据时，应将该电阻一端断开。为减少测量误差，注意随时切换电流表的量程，操 作时注意避免量程保护动作。
