戴維南定理和諾頓定理的驗證--有源二端網絡等效參數的測定
一、實驗目的
1.進一步熟悉實驗臺的布局及直流電壓源、直流電壓表電流表的使用方法。
2.驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性,加深對該定理的理解。
3.掌握測量有源二端網絡等效參數的一般方法。
4.進一步學會用電流插頭、插座測量各支路電流。
二、實驗原理
1.戴維南定理指出:任何一個線性有源網絡,總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯來等效代替,此電壓源的電動勢Us等于這個有源二端網絡的開路電壓Uoc, 其等效內阻R0等于該網絡中所有獨立源均置零(理想電壓源視為短接,理想電流源視為開路)時的等效電阻。
2.諾頓定理指出:任何一個線性有源網絡,總可以用一個電流源與一個電阻的并聯組合來等效代替,此電流源的電流Is等于這個有源二端網絡的短路電流ISC,其等效內阻R0定義同戴維南定理。
Uoc(Us)和R0或者ISC(IS)和R0稱為有源二端網絡的等效參數。
三、實驗電路
四、實驗儀器
序號?名??? 稱?型號與規格?數量?備? 注
1?直流穩壓電源?0-30V可調?1?DG04
2?可調直流恒流源?0-500mA?1?DG04
3?直流數字毫安表?0-200mV?1?D31
4?直流數字電壓表?0-200V?1?D31
5?萬用表??1?
6?電阻器?470Ω?1?DG09
7?可調電阻箱?0-99999.9Ω?1?DG05
8?實驗線路??1?DG05
五、實驗內容
1.按電路圖1連接實驗線路,用開路電壓、短路電流測定戴維南等效電路的Uoc、R0和諾頓等效電路的ISC、R0。按圖 (a)接入穩壓電源Us=12V和恒流源Is=10mA,不接入RL。測出UOc和Isc,并計算出R0。(測UOC時,不接入mA表)。數據記入表3-1。
2.按圖(a)接入RL。改變RL阻值,測量有源二端網絡的外特性曲線。數據記入表3-2。
表3-1
U(v)?????????
I(mA)?????????表3-2
表3-2
U(v)???????
I(mA)???????
3.驗證戴維南定理:從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值, 然后令其與直流穩壓電源(調到步驟“1”時所測得的開路電壓Uoc之值)相串聯,如圖 (b)所示,仿照步驟“2”測其外特性,數據記入表3-3。
對照表3-2和表3-3對戴氏定理進行驗證。
4.驗證諾頓定理:從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值, 然后令其與直流恒流源(調到步驟“1”時所測得的短路電流ISC之值)相并聯,如圖(c)所示,仿照步驟“2”測其外特性,數據記入表3-4。
對照表3-2和表3-4對諾頓定理進行驗證。
表3-3
U(v)
I(mA)
表4-4
U(v)
I(mA)
六、實驗注意事項
1.測量時應注意電流表量程的更換。
2. 步驟“5”中,電壓源置零時不可將穩壓源短接。
3.用萬表直接測R0時,網絡內的獨立源必須先置零,以免損壞萬用表。其次,歐姆檔必須經調零后再進行測量。
4. 用零示法測量UOC時,應先將穩壓電源的輸出調至接近于 UOC,再按圖(c)測量。
5. 改接線路時,要關掉電源。
七、實驗報告要求
1.實驗目的;?????????? 2.實驗原理;?????
3.實驗儀器;?????????? 4.實驗電路;????
5.實驗內容及實驗步驟、實驗數據;
6.用實驗結果驗證理論的正確性:
? 1) 根據步驟2、3、4,分別繪出曲線,驗證戴維南定理和諾頓定理的正確性, 并分析產生誤差的原因。
? 2)根據步驟1、5、6的幾種方法測得的Uoc與R0與預習時電路計算的結果作比較,你能得出什么結論。
7.理論計算數據及誤差計算,進行誤差原因分析;
8.實驗心得體會及其他。
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