电路分析等效电源定理
实验报告
内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)
电路分析 等效电源定理 实验报告
一、 实验名称
等效电源定理 二、实验目的
1. 验证戴维宁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。
三、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)。
戴维宁定理指出: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 0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I SC ,其等效内阻R 0定义同戴维宁定理。
Uoc (Us )和R 0或者I SC (I S )和R 0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) 开路电压的测量
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 。
(2)短路电流的测量
在有源二端网络输出端短路,用电流表测其短路电流Isc 。
(3)等效内阻R 0的测量 Uoc R 0= ── 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。
四、实验设备
5 万用表
1 自备 6 可调电阻箱 0~99999.9Ω
1 THHE-1 7
戴维宁定理实验电路板
1
THHE-1
五、实验内容
被测有源二端网络如图5-1(a)所示,即HE-12挂箱中“戴维宁定理/诺顿定理”线路。
(a) (b)
图 5-1
1. 用开路电压、短路电流法测定戴维宁等效电路的Uoc 、R 0。
按图5-1(a)接入稳压电源Us=12V 和恒流源Is=10mA ,不接入R L 。
测出U Oc 和Isc ,并计算出R 0(测U OC 时,不接入mA 表。
),并记录于表1。
表1 实验数据表一
2. 负载实验
按图5-1(a)接入可调电阻箱R L 。
按表2所示阻值改变R L 阻值,测量有源二端网络的外特性曲线,并记录于表2。
表2 实验数据表二 3. 验证戴维宁定理
把恒压源移去,代之用导线连接原接恒压源处;把恒流源移去,这时,A 、B 两点间的电阻即为R 0,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5-1(b)所示,仿照步骤“2”测其外特性,对戴氏定理进行验证,数据记录于表3。
表3 实验数据表三 4. 验证诺顿定理
在图5-1(a )中把理想电流源及理想电压源移开,并在电路接理想电压源处用导线短接(即相当于使两电源置零了),这时,A 、B 两点的等效电阻值即为诺顿定理中R 0, 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5-2所示,仿照步骤“2”测其外特性,对诺顿定理进行验证,数据记入表4。
图5-2
表4 实验数据表之四
六、实验结果分析 图2—1 图2—2
1.步骤2和3,分别绘出曲线如图2—1.2—2
由这两个图可以明显看出图1中a 等效于b ,也即戴维南定理得证。
2.思考题
的条件是不接入负载。
本(1)在求戴维宁等效电路时,作短路试验,测I
sc
实验中可直接作负载短路实验。
因为电路本身带有电阻。
(2)图5-1(a)中所测的开路电压不是负载RL两端的电压,因为负载两端的电压是会随着RL大小而改变的,而开路电压Uoc是一个固定值。
(3)一个二端网络在内部含有负载的情况下可以做短路实验。