《实验六 基尔霍夫定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验六 基尔霍夫定律（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验八 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。3进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。二、理论知识与内容说明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
2、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)和只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UocRo=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 8-1(2) 伏安法测 R0
3、- -_用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图 8-1 所示。 根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻U UocR0=tg = I Isc也可以先测量开路电压Uoc, 再测量电流为额定值IN时的输出图 8-2端电压值UN，则内阻为R0=INU Uoc(3)半电压法测R0如图 8-2所示，当负载电压为被测网络开路电压的半时，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) 零示法测 UOC如图 8-3 所示.，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，被测有源网络U稳压电源零示法测量原理
4、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 “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 8-3序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0 30V12可调直流恒流源0 500mA13直流数字电压表0 200V14直流数字毫安表0 200mA15万用表16可调电阻箱0 99999.9Q1DGJ-057电位器1K/2W1DGJ-058戴维南定理实验电路板1DGJ-05三、实验仪器与设备四、实验内容与步骤被测有源二端网络如图 8-4(a)。(a) 图 8-4 (b)1. 用
5、开路电压、短路电流法测定戴维南等效Isc(mA)Uoc(v)R0=Uoc/Isc(Q)电路的Uoc、R0和诺顿等效电路的ISc、R0。按 图9-4(a)接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA, 不接入Rl。测出UO和Isc，并计算出R0。(测UOCLOc0Oc时，不接入mA表。)2. 负载实验按图8-4(a)接入Rl。改变R阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。R(Q)30060090012001500ooI(mA)U(V)1.验证戴维南定理：根据戴维南定理中等效电阻R0的含义用原含源二端网络实现Ro (或 从电阻箱上取得按步骤“ 1”所得的等效电阻 R0) 之值， 然后令其与直流稳压电
6、源(调到步骤“ 1”时所测得的开路电压Uoc之值)相串联，如图8-4(b)所示，仿照步骤 “2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。R(Q)30060090012001500ooI(mA)U(V)4. 验证诺顿定理：根据戴维南定理中等效电阻R0的含义用原含源二端网络实现R(或从电 阻箱上取得按步骤“ 1”所得的等效电阻 R0) 之值，然后令其与直流恒流源(调到步骤 “1”时所测得的短路电流ISC之值)相并联，如图8-6所示，仿照步骤“2”测其外特性， 对诺顿定理进行验证。R(Q)30060090012001500ooI(mA)U(V)图 8-6图 8-55. 有源二端网络等效电阻（又称入端电阻）的
7、直接测量法。见图 8-5。将被测有源网络内的所有独立源置零（去掉电流源IS和电压源US，并在原电压源所接的两点用一根短路 导线相连），然后用伏安法或者直接用万用表的欧姆档去测定负载Rl开路时A、B两点间 的电阻，此即为被测网络的等效内阻只0，或称网络的入端电阻R.。0i6. 用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻R0及其开路电压U。线路及数据表0oc格自拟。五、实验注意事项1. 测量时应注意电流表量程的更换。2. 步骤“5”中，电压源置零时不可将稳压源短接。3. 用万用表直接测R0时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次，欧 姆档必须经调零后再进行测量。4. 用零示法测量Uc时，应
8、先将稳压电源的输出调至接近于Uc，再按图8-3测量。5. 改接线路时，要关掉电源。六、预习思考题1. 在求戴维南或诺顿等效电路时，作短路试验，测ISC的条件是什么？在本实验中可否直 接作负载短路实验？请实验前对线路8-4（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。2. 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。七、实验报告与要求1. 根据步骤 2、 3、 4，分别绘出曲线，验证戴维南定理和诺顿定理的正确性， 并分析产 生误差的原因。2. 根据步骤1、5、6的几种方法测得的Uoc与R0与预习时电路计算的结果作比较，你 能得出什么结论。3. 归纳、
9、总结实验结果。4. 心得体会及其他。实验二十七 三相交流电路电压、电流的测量一、实验目的1.掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，掌握这两种接法的线电压和相电压, 线电流和相电流的测量方法。2验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。3充分理解三相四线供电系统中中线的作用。、理论知识与内容说明1三相负载可接成星形（又称“Y”接）或三角形（又称”接）。将三相阻容负载各相 的一端X、Y、Z连接在一起接成中点，A、B、C （或U、V、W）分别接于三相电源即为 星形连接，这时相电流等于线电流，如电源为对称三相电压，贝I因线电压是对应的相电压 的矢量差，在负载对称时它们的有效值相差朽倍，（线
10、电压ul是相电压u的猫倍。线Lp电流IL等于相电流I ,）即LPU线（x% （或7尸，）线LL p在这种情况下，流过中线的电流I0=O,所以可以省去中线。2. 如果负载不对称，贝中线就有电流流过，这时如将中线断开，三相负载的各相相电压 不再对称，各相电灯出现亮、暗不同的现象，这就是中点位移引起各相电压不等的结果。因此，不对称三相负载作Y联接时，必须采用三相四线制接法，即Y接法。而且中线必须牢 o 固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。倘若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使 负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。尤其是对于
11、三相照明 负载，无条件地一律采用Y0接法。3如果将三相负载的X与B、Y与C、Z与A分别相连，再在这些连接点上引出三根 导线至三相电源，即为三角形连接法。这时线电压等于相电压，但线电流为对应的两相电 流的矢量差，负载对称时，它们也有朽倍的关系，即I线*“相（当对称三相负载作形联接时，有il =朽I， uL =U。）线LpL4若负载不对称，虽然不再有J马倍的关系，但线电流仍为相应的相电流矢量差，这 时只有通过矢量图方能计算它们的大小和相位。当不对称负载作接时，IL工的I，但只L要电源的线电压ul对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。三、实验仪器与设备序号名称型号与规格数量备
12、注1交流电压表0 500V12交流电流表05A13万用表14三相自耦调压器15三相灯组负载220V，15W白炽灯9DGJ-046电门插座3DGJ-04四、实验内容与步骤1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）按图 27-1 线路组接实验电路。即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。 将三相调压器的旋柄置于输出为 0V 的位置（即逆时针旋到底）。经指导教师检查合格 后，方可开启实验图 2 7 -1表 2 7 1测量数据实验内容（负载情况）开灯盏数线电流（A）线电压（V）相电压（V）中 线 电 流【（A）中点电压A 相B 相C 相IA1IcUAB&UCAUA0UB0UC0Y0接平衡负载33
13、30Y接平衡负载333Y0接不平衡负载123Y接不平衡负载123Y0接B相断开130Y接B相断开13Y接B相短路13台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V,并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压。将所测得的数据记入表 27-1 中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线 的作用。2. 负载三角形联接(三相三线制供电)改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为220V,并按表27-2的内容进行测试。表 27-2测量数据负载情况开灯盏数线电压=相电压(V)线电流(A)相电流(A)负载情况A-B相B-C相C-A相UABUBCUCAIAIBIcIABIBCICA三相平衡333三相不平衡123图 27-2五、实验注意事项1. 本实验采用三相交流市电,线电压为 380V, 应穿绝缘鞋进
