《戴维南定理及诺顿定理研究.docVIP

电路基本定理（二）——戴维南定理及诺顿定理研究 实验目的 学习测量有源线性一端网络的戴维南等效电路参数。 用实验证实负载上获得最大功率的条件。 探讨戴维南定理及诺顿定理的等效变换。 掌握间接测量的误差分析方法。 实验任务 有源线性一端网络的参数 自行设计一个至少含有两个独立电源、二个网孔的有源线性一端口网络，列出相应的表格。在其端口至少用二种不同的方法测量、计算戴维南等效参数，并画出外特性曲线。 负载上最大功率的获得 仍用原网络，改变端口负载电阻的值，测量记录对应的I、U值，找出负载上获得最大功率时的电阻值，与理论值进行比较。 戴维南定律的研究 用测量的戴维南等效参数组成串联等效电路，测量其端口参数是否落在其外特性曲线上。 验证诺顿定律 用测量的诺顿等效参数组成并联等效电路，用测量数据验证与戴维南定律的互通性。 实验要求 预习有关理论，根据实验任务写出预习报告。 自拟实验电路，根据实验电路计算各等效参数，并估算出仪表的量程及极性。 写出实验报告并作误差分析，用坐标纸作端口的外特性线。 对实验任务1中采取的一种间接测量方法进行误差分析，确定测量值的可靠性。 设计时，电压源的输出电压值10V,电流源的输出电流值10mA,并要注意电源的极性及电阻元件的额定功率及最大电流，以防损坏元器件。 注意电压源、电流源均不能倒灌 提示 4.误差分析： 间接测量的误差分析，一般采用对计算公式求偏导的方法进行分析。如：用开路、短路法求Req的计算公式为： 求偏导后得： 式中△Um 为电压表的最大允许测量误差即: 电压表的量程× 仪表的准确度% △Im为电流表的最大允许测量误差即: 电流表的量程× 仪表的准确度% 若测量的Req在Req的理论值的±△Req之间,则在误差范围之内. 根据公式 负载取值不同可以有以下几种方法： 1. 两点法：任取二负载（注意两负载值要相差远点）。 2. 开路、短路法：RL1=∞； RL2=0。 3. 半电压法：当UL=1/2UOC时， RL= Req。 4. 开路负载法： RL1=∞； RL2任取值。 实验线路 参数：=400 Ω；=1000 Ω；=800 Ω；=8 mA；=5 V。 数据记录及计算 测定有源线性一端口网络的等效参数 （1）开路、短路法 = 13.41 V ； =0.01058 A ； ==1267.49 Ω。 （2）半偏法 当=0时，= 13.41V。 当U=时，=1250Ω；==10.73mA。 负载上最大功率的获得 以电阻箱为负载，以其阻值为变量，由1中= 1267.49Ω为理论值= 1268Ω时P为最大值。 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R/Ω 868 968 1068 1168 1268 1368 1468 1568 1668 I/mA 6.24 5.97 5.68 5.42 5.24 5.05 4.87 4.68 4.54 U/V 5.50 5.84 6.20 6.52 6.76 7.02 7.24 7.48 7.66 P/ 34.32 34.86 35.22 35.34 35.42 35.45 35.26 35.01 34.78 戴维南定理的研究 戴维南等效电路 调节，测得的数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R/Ω 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 U/V 0 1.97 3.16 4.25 5.11 5.86 6.46 6.96 7.41 7.79 I/mA 10.39 8.99 7.91 7.08 6.40 5.83 5.36 4.96 4.61 4.32 数据的误差处理 测定有源线性一端口网络的等效参数 =1267Ω，=×100%=0.04% 因为电压表的准确度=20V×0.5%=0.1V；电流表的准确度=20mA×