大学电路分析基础实验-实验3戴维南.pptVIP

实验四：线性有源二端网络的测量（戴维南定理） 实验四：线性有源二端网络的测量 一、实验目的： 1、加深对戴维南定理的理解。 2、学习线性有源二端网络等效电路参数的测量方法。 3、验证戴维南定理。 二、实验仪器： 1、直流稳压电源 2、万用表 3、电路实验箱 三、实验原理： 1、戴维南定理 戴维南定理：任何一个线性有源二端网络对外部电路的作用，可用一个等效电压源和电阻串联来代替。该电压源的电动势等于这个有源二端网络的开路电压UOC，其等效内阻等于这个网络中各电源均为零（电压源短路、电流源开路）时无源二端网络的输入电阻。 所谓等效，是指它们的外部特性完全相同。如在两个电路接相同的负载时，则流过负载的电流相同。 戴维南定理 2、有源二端网络的开路电压UOC的测量方法 （1）直接测量法 当含源二端网络的入端电阻Ri与电压表内阻Rv相比，可以忽略不计时，可直接用电压表测量其开路电压。 （2）补偿法 当含源二端网络的入端电阻Ri与电压表内阻Rv相比不可以忽略时,会给测量结果带来一定的误差。 采用补偿电路测量电压时，可以排除仪表内阻对测量结果的影响。电流表数值为0。 3、输入端电阻的测量方法 ： 测量有源二端网络输入端电阻Ri的方法有多种。下面介绍几种测量的方法。 （1）开路短路法 如果采用测量有源二端网络的开路电压UOC和短路电流Is方法，则根据欧姆定理可知Ri= UOC /Is。这种方法最简便，但是对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时），不能采用此方法。 （2）带载法（二次电压法） 测量电路如图，在第1次测量出有源二端网络的开路电压UOC 后，在端口处接一已知负载电阻RL，然后第2次测出负载电阻的端电压URL。 因为 URL=UOC RL/(Ri+RL) 所以入端电阻为：Ri=RL(UOC /URL-1) （5）半电压法 半电压法是带载法的特例。 测量电路如图。调节负载电阻RL，当电压URL为开路电压UOC的一半时，此时负载电阻RL即为所求的入端电阻Ri。 （3）直接测量法和（4）端口电压法 把有源二端网络中的所有独立电源置零，网络中只有电阻。然后可以用欧姆表直接测量（直接测量法）；也可以在端口处外加一个给定电压u，测得流入端口的电流I，则R=u/I（端口电压法）。 四、实验内容： 1、按图接线，其中E=5V，R1=470Ω， R2=470Ω，R3=100Ω，R4=100Ω。 2、测量有源二端网络的外部伏安特性： 根据表4-1提供外接电阻RL的阻值，测量通过电阻RL的电流和电阻RL两端的电压，将测量结果填入表4-1。 3、测量有源二端网络的开路电压： 用直接测量方法测量有源二端网络的开路电压UOC ，将测量结果填入表4-2。 4、测量有源二端网络的输入端电阻： 用直接测量法测量有源二端网络的输入端电压。 然后用开路短路法、带载法（RL值选几十到几百欧姆，标明数值）、半电压法、端口电压法测量有源二端网络的输入端电阻。（时间不够可选择两种方法测量有源二端网络的输入端电阻。注意至少有一种要有电流测量）将测量结果填入表4-2中。 5、验证戴维南定理： 如图。调节直流稳压电源输出电压，使之等于开路电压UOC，用电位器代替测出的Ri。接入负载电阻，按表4-3的阻值测量通过电阻的电流和电阻两端的电压，将测量结果填入表4-3。 比较表4-1和表4-3，验证戴维南定理。 六、常见实验错误 现象1、电阻上无电压、电流 原因：稳压电源接线错误、导线断 现象2、无法测电流 原因：万用表表笔插错或保险管断 现象3、接入电路后电压下降 原因：稳流电流太小 现象4、电路上电压、电流不正确 原因：电路接线错误 a.电源顺序、极性接反 b.电阻数值不对 c.连线错误（如短接电位器） 现象5、电阻测量不正确 原因：未完全断电测量 现象6、等效电阻不吻合 原因：电源去掉后，应加一条短接线 * * * 电路分析实验课（3） 基础实验中心 （a）有源二端网络 (b)等效电路 戴维南定理等效电路 补偿法测量电路 注意RL与Ri不能相差太大 当Ri太大时，带载法和半电压法的测量误差会加大 外加电压测量法 有源线性二端网络 U（V） I（mA） 开路 1K 470 10 0 RL（Ω） 表4-1 表4-2 Ri= I= U= 端口电压法 Ri= URL= UOC = 带载法(RL= ) Ri