文档介绍：戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定
(1) 实验目的
①验证戴维南定理的正确性,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。
(2) 实验方法
①戴维南定理一个线性有源二端网络,可以用一个理想电压源US和内阻R0串联电路来表示,该电压源的电动势US等于这个有源二端网络的开路电压UOC,其等效内阻RO等于该网络中所有独立源均置零(理想电压源短路,理想电流源开路)时的等效电阻Req,US和RO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
a 开路电压、短路电流法
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,然后再将其输出端短路,测其短路电流ISC,则内阻为
(2-21)
若有源二端网络的内阻很低时,则不宜测其短路电流。
b 伏安法
一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性,如图2-19所示。根据外特性曲线求出图中斜率显然为tg,则内阻
(2-22)
若二端网络的内阻值很低时,则不宜测其短路电流,可采用伏安法测量开路电压及电流为额定值I时的输出端电压值UN,则内阻为
(2-23)
图2-19 有源二端网络外特性图2-20 半电压法测量电路
c 半电压法当负载电压为被测网络开路电压一半时,负载电阻即为被测有源二端网络的等效内阻值,电路如图2-20所示。
d 零示法电路如图3-21所示。在等效具有高内阻有源二端网络时用零示法,其方法是用一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较,当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时,电压表的读数将为“0”,然后将电路断开,测量此时被测电源的输出电压,即为被测有源二端网络的开路电压。
图2-21 零示法测量电路
(3) 实验仪器
①万用表、电流表;
②恒压源;
③恒流源(0~500mA可调);
④电阻箱。
(4) 实验内容
被测有源二端网络如图2-22(a)所示
①将稳压电源调至US=12V和恒流源IS=20mA,断开RL测A、B两点间UAB即为开路电压U0C,再短接RL测短路电流Isc,则R0=UOC/ISC。数据填入表2-20。
表2-20 开路电压、短路电流实验数据
U0C (V)
ISC(mA)
R0=U0C/ISC
②负载实验按表2-21改变RL阻值,测量有源二端网络的输出电压U和电流I。数据填入表2-21。
表2-21 有源二端网络外特性实验数据
RL(W)
990
900
800
700
600
500
400
300
200
100
U(V)
I(mA)
③验证戴维南定理将1kΩ可变电阻器,阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻RΟ值,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U0C之值)相串联,电路如图2-22(b)所示,仿照步骤“2”测其特性,对戴氏定理进行验证。数据填入表2-22。
④测量有源二端网络等效电阻(又称入端电阻)的其它方法将被测有源网络内的所有独立源置零(将电流源开路,电压源短路),用万用表的欧姆档去测负载RL开路后A、B两点间的电阻,即为被测网络的等效内阻Req或称网络的入端电阻RO。