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1、件， 法。A图R zllU /2oc B被测有源网络江西财经大学物联网 173郑慧乐实验二 有源二端网络等效参数的实验一、实验目的：1. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法；2. 掌握可调直流稳压电源、可调直流恒流源、直流数字电压表、直流数字毫 安表、万用表等的使用；3. 加深对戴维南定理和诺顿定理的理解。二、原理说明：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U等于这个有源二端网络的开路电压SU
2、，其等效内阻R等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短路，OC 0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一个电阻的 并联组合来等效代替，此电流源的电流I等于这个有源二端网络的短路电流SI，其等效内阻R定义同戴维南定理。SC0U （ U ）和R或者I （ I ）和R称为有源二端网络的等效参数。OC S0SC S02.有源二端网络等效参数的测量方 法UOC（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U ，然OC 后再将其输出端短路，用电流表测其短路 电流I ，则等效内SC 阻为R二h0 ISC
3、如果二端网 络的内阻很小，若 将其输出端口短路 则易损坏其内部元因此不宜用此用电压表、电流表测出有源二端网络的外特（2）伏安法测性曲线，如图8-1所示。根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻R二tg=0丝二Eoc，也可以先测量开路电压U ，再测量电流为额定值I时的输出端电AI IOCNSC U 一 U 压值U，则内阻为R = OC 7。N0 IN（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一半时，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）零式法测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
4、阻的影响，往往采用零式测量法，如图8-3所示。零式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 “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。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 30V12可调直流恒流源0500mA13直流数字电压表0 200V14直流数字毫安表0200mA15万用表1自备6可调电阻箱0 99999.9 Q1DGJ-057电位器1K/2W1DGJ-058戴维南定理实验电路板1DGJ-03四、实验内容：1.用开路电压、短路电流法测
5、定戴维南等效电路的U 、R和诺顿等效电OC 0路的I、R。按图8-4（a）接入稳压电源U =12V和恒流源I =10mA,不接入R ,U (V)OCI(mA)SCR (Q)012.2323.14528OCSC0OC2. 负载实验SC 0 S S L 测出U 、I，并计算出R。（测U 时，不接入mA表。）I (mA)U(V)1.9873.3764.4695.2945. 9426.5016.9817. 3727.701I(mA)19.5816.8914.813.2511. 9911. 9410.039.2978.661RL100200300400500600700800900按图接入R。改变R阻值
6、，测量有源二端网络的外特性曲线。LL3验证戴维南定理：从电阻箱上取得步骤“1”所得的等效电阻R之值，然 0 后令其与直流稳压电源（调到步骤“1”时所测得的开路电压U 之值）相串联, OC 如图所示，仿照步骤“2”测其外特性，对戴维南定理进行验证。U(V)1.9623. 3374. 3845. 2235.9876.4536.9217. 3137.66I(mA)19.0816.7514.7613.1811.7810.88109. 2618.62RL100200300400500600700800900验证戴维南定理3验证诺顿定理：从电阻箱上取得步骤“1”所得的等效电阻R 0之值，然后令其 与直流恒
7、流源（调到步骤“1”时所测得的短路电流之值）相并联，如图所示,SC仿照步骤“ 2”测其外特性，对诺顿定理进行验证。U(V)1.8583.1964.1984. 9925.6346.1636. 6036.9797.303I(mA)18.6416.0914.1512.6411.4110.49. 557&848.223RL100200300400500600700800900023681457U/V验证诺顿定理I (mA)201816141210五、预习思考题问1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（a）预先作好计算，以便调 整实
8、验路线及测量时可准确地选取电表的量程。答：测ISC的条件是知道开路电压戴维南或诺顿等效电阻。可以，当Rl=0 时可测得。，scRo二（330+510） / （510 ）+100=417.3 Q问 2. 说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，比较其优缺点。答：开路电压、短路电流法 优缺点：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。 伏安法 优缺点：图像直观清晰。 半电压法 优缺点：负载电压为被测网络开路电压UOC 一半时，负载电 阻RL的大小即为被测有源二端网络的等效内阻RS数值，操作简单。 零示法 优缺点：消除了电压表内阻的影响。六、实验报告要求
9、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。答：试验箱的电压源电流源存在内阻； 电路节点连接处存在电阻； 人为读数偏差。要求2根据步骤1、5、6的几种方法测得的Uoc与Ro与预习时电路计算的 结果作比较，你能得出什么结论。答：等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零的总电阻。要求3.归纳、总结实验结果。答：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或 者一个电压源与一个电阻的串联来等效代替。要求 4. 心得体会及其他。答：通过本次实验，我们组对戴维南定理和诺顿定理有了更深入的认识，通 过接线，我们提高了动手实践的能力，尤其是搞清了诺顿定理中的并联电路接线 情况。通过对数据的分析，我们发现了戴维南和诺顿定理所测的数据在误差允许 范围内是等效的。除此之外，我们还掌握测量有源二端网络等效参数的4种方法。
