文档介绍：实验四戴维南定理及功率传输最大条件专业:通信工程班级: 09 学号: 120091102117 姓名:徐爱兵实验日期: 2010-10-8 实验地点: D302 指导老师: 曹新容一、实验目的: 1 、用实验方法验证戴维南定理的正确性。 2 、学习线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法。 3 、验证功率传输最大条件。二、原理及说明 1、戴维南定理任何一个线性含源一端口网络,对外部电路而言,总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替, 如图 3-1 所示。理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压 U OC, 其电阻等于原网络中所有独立电源为零时入端等效电阻 R 0。 2 、等效电阻 R 0 对于已知的线性含源一端口网络, 其入端等效电阻 R 0 可以从原网络计算得出, 也可以通过实验手段测出。下面介绍几种测量方法。方法 1 :由戴维南定理和诺顿定理可知: 因此,只要测出含源一端口网络的开路电压 U OC 和短路电流 I SC,R 0 就可得出,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), 不能采用此法。方法 2: 测出含源一端口网络的开路电压 U OC 以后, 在端口处接一负载电阻 R L, 然后再测出负载电阻的端电压 U RL ,因为: 则入端等效电阻为: 方法 3: 令有源一端口网络中的所有独立电源置零, 然后在端口处加一给定电压 U, 测得流入端口的电流I( 如图 3-2a 所示) ,则: 也可以在端口处接入电流源 I′,测得端口电压 U′(如图 3-2b 所示) ,则: 3、功率传输最大条件一个含有内阻 r o 的电源给 R L 供电,其功率为: 为求得 R L 从电源中获得最大功率的最佳值,我们可以将功率 P对R L 求导,并令其导数等于零: 解得: R L =r 0 得最大功率: 即:负载电阻 R L 从电源中获得最大功率条件是负载电阻 R L等于电源内阻 r 0。三、实验内容: 1、线性含源一端口网络的外特性按图 3-3 接线,改变电阻 R L 值,测量对应的电流和电压值,数据填在表 3-1 内。根据测量结果, 求出对应于戴维南等效参数 U oc ,I sc。表 3-1 线性含源一端口网络的外特性 R L(Ω)0 短路 100 200 300 500 700 800 ∞开路 I(mA) U(V)2、求等效电阻 Ro 利用原理及说明 2 中介绍的 3 种方法求 R。,并将结果填入表 3-2 中,方法( 1 )和方法( 2)数据在表 3-1 中取,方法( 3 )实验线路如图 3-4 所示。表 3-2 等效电阻 R 0 方法 123 R 0 (KΩ)R 0 的平均值 3 、戴维南等效电路利用图 3-4 构成戴维南等效电路如图 3-5 所示,其中 U 0=R 0=。测量其外特性 U=f(I) 。将数据填在表 3-3 中。表 3-3 戴维南等效电路 R L(Ω)0 短路 100 200 300 500 700 800 ∞开路 I(mA) U(V)4 、最大功率传输条件 1. 根据表 3-3 中数据计算并绘制功率随 R L 变化的曲线: P=f(R L)。 2. 观察 P=f(R L) 曲线,验证最大功率传输条件是四、实验记录: 1、线性含源一端口网络的外特性按图 3-3 接线