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3、实验原理
3.1 、戴维南定理 任何线性有源二端电路的外特性，都可用该电路的端电压与 端口电流的伏安特性曲线来表示。 戴维南定理：任何线性有源二端电路都可以用一个电压源与 电阻串联的等效电路代换，其中电压源U大小就是有源二端电 路的开路电压UOC；等效内电阻R大小是有源二端电路除去电 源的等效电阻RO 。
b
图-8 二端电路伏安特性实验电路
4.2、测量有源二端电路的伏安特性：改变RL阻值，测量二端电路端口电压 与电流，记录在表-2中，根据测量数据作有源二端电路的伏安特性曲线。
表-2
负载 RL U(V) 标称值 测量值 测量值 0 短路 1K
有源二端电路伏安特性测量表
2K 3K 5.1K 10k ∞ 开路 RL=R0=
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1台 （或 SS1972F型） 1块 1台 2支、各种电阻若干。
1
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2.2、数字万用表的使用
UT58数字万用表面板中有开关键、功能 转换旋钮与锁定键。如图-1。
1）直流电压的测量
①将黑表笔插COM孔，红表笔插V/孔。 V 段合适量程， ②将功能旋钮置于直流电压V 将两测试笔跨接到待测电路上。 ③直接读取测量电压值 。 *若仅显示“1. ”表示过量程，应换更大 的量程。*若显示电压值前有“－”号，则 表笔接极性接反了。
a 有源 二端 网络 UOC
I
RL
a
戴 维 南 电 路
RO
I
RL
b
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戴维南 定理的验证
＋ UOC －
UOC
图- 4 戴维南定理示意图
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b
4
3.2、线性有源二端电路等效参数的测量方法
1）伏安法测量电路内阻RO：在改变外接电阻的状态下，测量 二端电路端口的外特性曲线-伏安曲线如图-5，此特性曲线的 斜率tanφ=∆U/∆I 为此电路内阻RO 即：RO=∆U/∆I 。
表-1 二端电路等效参数及元件参数 测量 参数 理论值 测量值 Uoc=Us*R3/(R1+R3)、RO=(R1∥R3)+R2 U0C
(V)
R1
R2
2K R3 3K
a
有 源 二 端 电 路
I
1K
R0 (KΩ)
R1 (KΩ) 1.0
R2 (KΩ) 2.0
R3 (KΩ) 3.0
＋ US 6v －
RL
UOC
U
U0C A
△U
B
△I
ISC I
0
事实上，开路电压法与短 路电流法是取伏安曲线上的 两个特殊测量点。 短路法的使用前，应了 解电路的特性，防止短路对 内电路的损坏。
图-5 有源二端网络伏安特性曲线
2）开路电压、短路电流法：分别测量二端电路端口开路电 压UOC，测量端口短路电流ISC。 则等效电阻：RO =∆U/∆I =UOC/ISC，如图-5。
开关
锁定
2）电阻的测量
①将黑表笔插COM孔，红表笔插V/孔。 ②将功能旋钮置于电阻量程段合适量程， 将两测试笔跨接到待测电阻上。 ③直接读出显示的测量电阻值！ *若测量时仅显示 “1. ”表示过量程，应换 更大的量程。*两表笔开路会显示过量程！
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功能 旋钮
图-1 UT58数字万用表
a
戴 维 南 电 路
RO
I
RL
＋ UOC －
UOC
b
图-9 戴维南电路伏安特性实验图
表- 3 戴维南等效电路的伏安特性测量表 Uoc=? RO=? 负载 RL U (V)
I (mA)
标称值
测量值 测量值 实验值
0
1K
2K
3K
5.1K
10k
∞
短路
开路
U0C=
0
比较有源二端电路的伏安特性曲线与戴维南等效电路的 伏安特性曲线。验证戴维南定理。
0
ISC=
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U0C=
0
U0C/2=
7
I (mA)
实验值
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4.3、测量戴维南等效电路的伏安特性
用 U=Uoc的电压源和 R=RO的等效电阻 构成的戴维南等效电路如图-9。 改变外电阻RL的大小，测量戴维南等效 电路的端口电压与电流，记录在表-3中。 根据测量数据作出戴维南等效电路的伏 安特性曲线。 注意:Uoc是有源二端网络的开路电压，不 是有源二端网络的实际电源电压Us!!
a 有源 二端 电路 UOC
I
UL
RL
UL=UOC/2 RL’ =RO
有源 二端 网络
V=0
可调 电源 US
b
图-6半压法 测输出电阻RO
图-7 零示法 测开路电压UOC
上述两种间接测量法又称替代测量法。
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4、实验内容与实验步骤
4.1、用万用表测量图-8中电阻值。 用开路电压与半压法，测量二端电 路等效参数。记录在表-1中。
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3.3、线性有源二端电路等效参数的测量方法
3） 半压法测量RO：调节二端电路端口所外接电阻值RL，使 UL’ =UOC/2，测量相应的RL’ 值，则RO=RL’，如图-5。半压法 是最常用的电路内阻测量法。
4）零示法测量UOC：调节与单口网络并联的可调电源电压， 使二者的电压差V=0，测量相应UL值，UL=UOC。如图-7。 零示法通常用来测量高内阻或小电流网络端口电压。
输出 开关
6V
附、模拟电路实验箱中直流电源接法
2
2.4、SS1972F直流稳压电源使用说明 图- 3
电压 显示 电流 显示
显示 选择
CH2 跟踪 CH1 按键
Байду номын сангаас
显示 选择
电压 显示 电流 显示
电压 旋钮
电流 旋钮
电压 旋钮
电流 旋钮
电源 开关
输出3
输出1
输出2
按下跟踪键，CH1为主动可调电源，CH2电源跟踪CH1，两电源串联 使用提高输出电压；并联使用扩大输出电流。
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5、实验操作提示与注意事项
5.1、半压法测量有源二端网络等效电阻时，先调负载电阻RL ， 使U=Uoc/2，再用电阻档测出此时的电阻RL=Ro 5.2、戴维南等效电路的电压源U要用有源二端电路的开路电 压Uoc ，不可用有源二端网络内的实际电源电压Us!!!
一、戴维南定理的验证 1、实验目的
1.1、熟悉直流稳压电源、数字万用表及实验箱的使用。 1.2、掌握有源二端电路等效参数的伏安法、半压法和零示法 等典型测量方法。 1.3、验证戴维南定理。
2、实验仪器设备及其使用简介
2.1、实验仪器设备 1） SS3323直流稳压电源 2） UA58型数字万用表 3）电路实验箱 4）精密电位器