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1、戴维南定理和诺顿定理的验证一、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 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 R 等于该网络中所有独立源均置零 0 (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
2、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I，其等效内阻R定义同戴维南定理。SC 0三、序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源0 30V1DGJ-052可调直流恒流源0500mA1DGJ-053直流数字电压表0 200V1DGJ-054直流数字毫安表0200mA1DGJ-055数字万用表VC9801A+2自备6可调电阻箱0 99999 9Q1DGJ-05四、实验内容被测有源二端网络如图3-4(c)(d),需要自行连接电路。R1T? cUoc(v)Isc (mA)R =Uoc/Isc0(Q)R (Q )02004006008001K1.2K1.4Koo
3、T-(c) TX型设备实验电路图(d)等效图图 3-4 实验电路图和等效图1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的Uoc、R和诺顿等效电路的I、R。按0 SC 0图3-4(a)或3-4 (c)接入稳压电源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入R。测出U和Isc,LOc并计算出R (测U时，不接入mA表)，填入右表中。0 OC2. 负载实验按图3-4(a)或3-4 (c)连线，接入R。根据下表中负载LR的阳值，测量并绘制有源二端网络3-4(a)或.3-4(c)的外特性曲线。.将测量数据填入表中。U（V）I (mA)3. 验证戴维南定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R之值，
4、然后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图3-4（b）或3-4 （d）所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴氏定理进行验证。R (Q)02004006008001K1.2K1.4KooLU (v)I (mA)4. 验证诺顿定理：从电阻箱上取得按步骤“1”所得的等效电阻R之值，然后令其与直流恒流源（调0到步骤“1”时所测得的短路电流I之值）相并联，如图3-5所示，仿照步骤“2”测其外特性，对诺顿定SC理进彳 R (Q)02004006008001K1.2K1.4KooU(V)I (mA)图 3-5 TX 型设备电流源电路图及等效图五、实验注意事项1. 测量时应
5、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. 用万表直接测 R 时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表。其次，欧0 姆档必须经调零后再进行测量。4. 用零示法测量U时，应先将稳压电源的输出调至接近于U ,再按图3-3测量。OC OC5. 改接线路时，要关掉电源。六、实验报告根据步骤 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 日光灯电路及功率因数的提高uR一、实验目的1研究正弦稳态交流电路中电压、电流相量之间的关系。u2. 掌握日光灯线路的接线。3. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。二、 原理说明图6-1 R
6、C串联电路1. 在单相正弦交流电路中，用交流电流表测得 各支路的电流值， 用交流电压表测得回路各元件两 端的电压值，它们之间的关系满足相量形式的基尔 霍夫定律，即 为1=0和u=o 。2. 图 6-1 所示的 RC 串联电路，在正弦稳态信号U的激励下，U与U保持有90的相位差，即当RCR 阻值改变时， U 的相量轨迹是一个半园。RU、U 与 U 三者形成一个直角形的电压三CR角形，如图6-2 所示。 R 值改变时，可改 变申角的大小，从而达到移相的目的。3. 日光灯线路如图 6-3 所示，图中 A 是日光灯管， L 是镇流器， S 是启辉器，右 220V图6-3日光灯线路原理图C是补偿电容器，
7、用以改善电路的功率因数（cos申值）。有关日光灯的工作原理请自行翻阅有关资料。三、实验设备1、交流电压表 交流电流表2、功率功率因数表 3日光灯四、实验内容1. 按图6-1接线。R为220V、40W的白炽灯泡，电容器为4.7p F/450V。经指导教师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器输出（即U）调至220V。记录U、U、U值，验证电压三RC2.日光灯线路接线与测量。角形关系。测量值计算值U（V）U（V）RU（V）CU(与 U , U 组成 Rt)| RC(UUR2UC2)U=U-U (V)U/U (%)图 6-4 日光灯电路图按图6-4接线。经指导老师检查后，接通实验台电源，将自耦调压器的
8、输出调至220V，记录功率表、 电压表读数。通过一只电流表和三个电流插座分别测得三条支路的电流。改变电容值，进行三次重复测量 数据记入表中。电容值测量数值计算值C/(p F)P(W)cos申U(V)I (A)IL(A)IC(A)I(A)Cos申C=0C=1C=C=8注：表中C0为功率因数最大时的电容值。五、实验注意事项1. 本实验用交流市电220V，务必注意用电和人身安全。2. 功率表要正确接入电路。3. 线路接线正确，日光灯不能启辉时， 应检查启辉器及其接触是否良好。六、预习思考题1、在日常生活中，当日光灯上缺少了启辉器时， 人们常用一根导线将启辉器的两端短接一下，然后 迅速断开，使日光灯点
9、亮（DGJ-04实验挂箱上有短接按钮，可用它代替启辉器做试验。）；或用一只启辉器 去点亮多只同类型的日光灯，这是为什么？2、为了改善电路的功率因数，常在感性负载上并联电容器， 此时增加了一条电流支路，试问电路的 总电流是增大还是减小，此时感性元件上的电流和功率是否改变？3、提高线路功率因数为什么只采用并联电容器法，而不用串联法？所并的电容器是否越大越好？七、实验报告1. 完成数据表格中的计算，进行必要的误差分析。2. 根据实验数据，分别绘出电压、电流相量图， 验证相量形式的基尔霍夫定律。3. 讨论改善电路功率因数的意义和方法。基尔霍夫定律与叠加原理的验证一、实验目的1. 验证基尔霍夫定律和叠加
10、定理的正确性，加深对基尔霍夫定律和叠加定理的理解。2. 学会用电流插头、插座测量各支路电流。二、原理说明 基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有2 1 = 0；对任何一个闭合 回路而言，应有U = 0。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。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
11、电流和电压值）也将增加或减小K倍。运用上述定律原理时必须注意各支路或闭合回路中电流的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1双路直流可调稳压电源MCH-303D-II 030V12数字万用表VC9801A+1自备3直流电压表0200V14电位、电压测定实验电路板1DGJ-03三、实验内容一)基尔霍夫定律的验证(a) DGJ-2 型 设 备 实 验 电 路 图(b) TX 型设备实验电路图图 2-1 验证基尔霍夫定律和叠加定理实验电路图DGJ-2型设备实验线路如图2-l(a),用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。TX型设备实验线路如图2-1(b),需
12、要自行连接电路。1. 实验前先任意设定三条支路和三个闭合回路的电流正方向。图2-1中的I、I、I的方向已设定。123三个闭合回路的电流正方向可设为ADEFA、BADCB和FBCEF。2. 分别将两路直流稳压源接入电路，令U =12V, U =6VO123. 熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字毫安表的“、”两端。4. 将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。5. 用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。、被测量I (mA)I (mA)I (mA)U(V)U(V)U (V)U(V)U (V)U (V)U (V)计算值12312FAAADCDDE
13、测量值相对误差二)叠加定理的验证DGJ-2型设备实验线路如图2-1(a),用DGJ-03挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”线路。TX型设备实验线路如图2-1(b),需要自行连接电路、表2-1测量项目UUIIIUUUUU12123(DA)IEFA实验内容(V)(V)(mA)(mA)(mA)(V)(V)(V)(V)(V)U单独作用U单独作用u、U共同作用2U单独作用1将两路稳压源的输出分别调节为12V和6V,接入U和U处。122. 令U电源单独作用（将开关K投向U狈V,开关K投向短路侧）。用直流数字电压表和毫安表（接1 1 1 2电流插头）测量各支路电流及各电阻元件两端的电压,数据记入表2-1。3. 令U电源单独作用（将开关K投向短路侧，开关K投向U侧），重复实验步骤2的测量和记录，数2 1 2 2据记入表 2-1。4
