5、戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定
《电路基础》戴维南定理验证和有源二端口网络的研究实验
《电路基础》戴维南定理验证和有源二端口网络的研究实验一． 实验目的1． 用实验方法验证戴维南定理2． 掌握有源二端口网络的开路电压和入端等效电阻的测定方法，并了解各种测量方法的特点3． 证实有源二端口网络输出最大功率的条件二． 实验原理与说明 1． 戴维南定理一个含独立电源，受控源和线性电阻的二端口网络，其对外作用可以用一个电压源串联电阻的等效电源代替，其等效源电压等于此二端口网络的开路电压，其等效内阻是二端口网络内部各独立电源置零后所对应的不含独立源的二端口网络的输入电阻（或称等效电阻）如图6-1所示。
图6-1 戴维南等效电路OC图6-2 有源二端口网络的开路电压OC U 和入端等效电阻i RU OC图6-3 直接测量OC U2． 开路电压的测定方法（1） 直接测量法当有源二端口网络的入端等效电阻i R 与万用表电压档的内阻V R 相比可以忽略不计时，可以用电压表直接测量该网络的开路电压OC U 。
如图6-3所示。
（2） 补偿法当有源二端口网络的入端电阻i R 较大时，用电压表直接测量开路电压的误差较大，这时采用补偿法测量开路电压则较为准确。
图6-4中虚线框内为补偿电路，'S U 为另一个直流电压源，可变电阻器P R 接成分压器使用，G 为检流计。
当需要测量网络A 、B 两端的开路电压时，将补偿电路'A 、'B 端分别与A 、B 两端短接，调节分压器的输出电压，使检流计的指示为零，被测网络即相当于开路，此时电压表所测得的电压就是该网络的开路电压OC U 。
由于这时被测网络不输出电流，网络内部无电压降测得的开路电压数值较前一种方法准确。
图6-4 补偿法测量开路电压3． 入端等效电阻i R 的测定方法（1） 外加电源法将有源二端口网络内部的独立电压源Us 处短接，独立电流源Is 处开路，被测网络成为无独立源的二端口网络，然后在端口上加一给定的电源电压"S U ，测量流入网络的电流I ，如图6-5所示。
实验三 有源二端网络等效参数的测定
实验三有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1．学习有源二端网络的开路电压和入端电阻的测量方法。
2．分析负载获得最大功率的条件。
3．理解戴维南定理。
二、实验原理与方法1．戴维南定理戴维南定理指出，任何一个含源线性二端网络，对其外部而言，都可以用一个电压源与电阻相串联的组合来等效代替。
如图1所示，该电压源的电压等于二端网络的开路电压Ｕ，该电阻等于网络内部所有独立电压源短路、独立电流源开路（即成为线性无源二端网络，OC如图2所示）时的入端等效电阻R i。
图1 戴维南定理等效电路图2 含源线性二端网络的开路电压和无源线性二端网络的入端等效电阻2．开路电压ＵOC的测量方法（1）直接测量法当含源线性二端网络的入端等效电阻R i较小，与电压表的内阻相比较可以忽略不计时，可以用电压表直接测量该网络的开路电压ＵOC。
（2）补偿法当含源线性二端网络的入端电阻R i较大时，采取直接测量法的误差较大，若采用补偿法测量则较为准确。
测量方法如图3所示，图中虚线方框内为补偿电路，Ｕ为直流电源，滑线变阻器RP接为分压器，G为检流计。
将补偿电路的两端A′、B′与S被测电路的两端Ａ、Ｂ相连接，调节分压器的输出电压，使检流计的指示为零，此时电压表所测得的电压值就是该网络的开路电压ＵOC。
由于此时被测网络相当于开路，不输出电流，网络内部无电压降，所以测得的开路电压较直接测量法准确。
图3 补偿法测量网络开路电压的电路3．入端等效电阻R i的测量方法（1）外加电源法将含源线性二端网络内部的电源去除，且电压源作短路、独立电流源作开路处理，•使其成为线性无源二端网络，然后在其Ａ、Ｂ二端加上一合适的电压源ＵS （图4）•，测量流入网络的电流Ｉ，则网络的入端等效电阻为R i＝ＵS/Ｉ。
如果无源二端网络仅由电阻元件组成，也可以直接用万用电表的电阻挡去测量R i。
因为在实际上网络内部的电源都有一定的内阻，当电源被去掉的同时，其内阻也被去掉了，这就影响了测量的准确性。
实验5-戴维南定理的验证
实验5-戴维南定理的验证实验5 戴维南定理的验证一、实训目的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。
二、原理说明1. 任何具有两个出线端的部分电路称为二端网络。
若网络中含有电源称为有源二端网络，否则称为无源二端网络。
戴维南定理：任何一个线性有源二端网络，对外电路来说，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。
诺顿南理指出：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定义同戴维南定理。
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、短路电流法测R 0 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，用电流表测其短路电流Isc ，则等效内阻为 Uoc R 0＝ ── Isc 如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路U I ABI UOΔUΔIφscoc则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。
(2) 伏安法测R 0 图5-1有源二端网络外特性曲线用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图5-1所示。
根据 外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻 △U U oc R 0＝tg φ＝ ──＝──△I Isc也可以先测量开路电压Uoc ， 图5-2半电压法测R 0电路再测量电流为额定值I N 时的输出U oc －U N 端电压值U N ，则内阻为 R 0＝──── I N(3) 半电压法测R 0 如图5-2所示，当负载电压为被测网络开 路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数 确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。
有源二端网络等效参数的测量实验报告
U OCI SC实验3。
3 有源二端网络等效参数的测量一、实验目的（1） 掌握有源二端网络的戴维南等效电路. （2） 验证戴维南定理，加深对该定理的理解。
（3） 掌握测量有源二端网络等效参数测量的方法. （4） 了解负载获得最大传输功率的条件。
二、实验仪器1台直流稳压电源、1块数字万用表、1块直流毫安表、电工试验箱 三、实验原理 1。
有源二端网络任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络。
有源二端网络包含线性电阻、独立电源和受控源. 2.戴维南等效电路及电路参数 戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，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U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ，其等效电阻RO 等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。
戴维南等效电阻如下图所示，电路参数为U OC (U S ）和R O .3。
有源二端网络等效电阻R O 的测量方法： （1)伏安法测R O 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示.根据外特性曲线求出斜率tg ϕ，则电阻为R O =tg ϕ=IU∆∆（2）半电压法4.负载获得最大功率的条件下图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R O 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，R L 为可变负载电阻,负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示：L L OS L R R R U R I P 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==当R L =0或R L =∞时,电源输送给负载的功率均为零。
而以不同的R L 值代入上式，则可求得不同的P 值,其中必有一个R L 值，是负载能从电源处获得最大的功率。
R R L图1RL N 图2 U S根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式的R L 为自变量,P 为应变量，并使0=LdR dP，即可求得最大功率传输的条件。
即RL=RO当满足RL=RO 时，负载从电源获得的最大功率为L SL L S L L O SR UR R U R RR U P 42222max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=这时，称此电路处于“匹配”状态. 四、实验步骤及数据 （一）伏安法测量戴维南等效电路参数（1）实验电路入图2所示.(2)调节直流稳压电源，使输出电压U 1=12V ，并保持不变. (3）将负载R L 开路,测网络a 、b 两端的开路电压U OC ，记录. (4）将负载R L 短路，测该支路短路电流I SC ，记录数据。
电路基础-实验1 戴维南定理(操作实验)
实验一 戴维南定理和诺顿定理的验证 —— 有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对改定理的理解。
2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、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）。
戴维南定理指出：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Ro 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Isc ，其等效内阻Ro 定义同戴维南定理。
Uoc （Us ）和Ro 或者I sc （Is ）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 （1）开路电压、短路电流法测Ro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，用电流表测其短路电流Isc ，测等效内阻为 Ro=SCOC I U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。
（2）伏安法测Ro用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图1-1所示。
根据外特性曲线求出斜率tg Φ，则内阻Ro=tg Φ=SCOCI U I U =∆∆。
图1-1也可以先测量开路电压Uoc ，再测量电流为额定值N I 时的输出端电压值N U ，则内阻为Ro=N NOC I UU-。
（3）半电压法测Ro如图1-2所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。
图1-2（4）零示法测Uoc在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差。
有源二端网络等效定理及等效参数的测定
电工技术实验课程团队
在普通铸造条件下， ZL102组织几乎全部为共晶体， 由粗针状的硅晶体和固溶体组成，强度和塑性都较 差。生产上通常用钠盐变质剂进行变质处理，得到细 小均匀的共晶体加一次固溶体组织，以提高性能。
ZL102的铸态组织
电工技术实验课程团队 未变质处理 经变质处理
1. 加入其他合金元素的铝硅铸 造合金称复杂(或特殊)硅铝明 。
飞机主起落架
④ 锻造铝合金
Al-Cu-Mg-Si系合金 可锻性好，
力学性能高，用于形状复杂的锻
压气机叶片
件和模锻件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等
。
Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金 常用牌号有LD7 （ 2A70 ）、LD8 （ 2A80 ）、LD9 （ 2A90 ）等 。用于制造150~225℃下工作的零件，如压气机叶 片、超音速飞机蒙皮等。
梁、铆钉等。
电工技术实验课程团队
③ 超硬铝合金
属Al-Zn-Mg-Cu系合金，并含有少量Cr和Mn。
时效强化效果超过硬铝合金 。
热态塑性好，但耐蚀性差。
常用合金有 LC4 (7A04 )、LC9
(7A09 )等，主要用于工作温度较
低、受力较大的结构件，如飞机
的大梁、起落架等。
电工技术实验课程团队
电工技术实验课程团队
鼓风机用密封件(ZL102)及抗 空架件(ZL301)
04实验四 戴维南定理
三、实验设备
序号 名称 可调直流稳压电源 可调直流恒流源 直流数字电压表 型号与规格 数量 备注
1 2 3 4 5 6
0~30V 0~200mA 0~200V 0~200mA
1 1 1 1 1 1
直流数字毫安表 可调电阻箱（电位器） 戴维南定理实验电路板
四、实验步骤
1.测原电路的伏安特性
R1 330Ω R2 R4 510Ω 10Ω + US 12V IS R3 510Ω + + V mA A + U B 1kΩ RL 戴维南 等效电路 UOC + U R0
实验四
戴维南定理及有源二端网络 参数的测定
一、实验目的
1.验证戴维南定理和诺顿定理的 正确性，加深对该定理的解； 2.掌握测量有源二端网络等效参 数的一般方法。
二、实验原理
1.戴维南定理的内容 任何一个线性有源网络，都可以用一个 电压源和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，其等效内阻等于该网络中 所有独立电源均置零时的等效电阻RO。
有源二端 网络开路 电压
A
R0
U oc I sc
N
0 10V
有源二端网络 端口上的短路 电流
R0
U I
四、实验步骤
+ V
4.用U0，R0重新 A 戴维南 mA 组装戴维南等效 + 等效电路 1k Ω U 电路，测等效电 R 路的伏安特性： B
L
+ UOC + mA U R0 RL
I(mA) U(等效电
UsNFra bibliotekS
U oc
R0
有源二端网络等效参数的测量(有数据)
实验名称：有源二端网络等效参数的测量实验目的：(1) 掌握有源二端网络的戴维南等效电路；(2)验证戴维南定理，加深对该定理的理解。
(3)掌握有源二端网络等效参数测量的方法；(4)了解负载获得最大传输功率的条件；实验原理： 1. 有源二端网络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)。
有源二端网络中可包含线性电阻、独立电源和受控源。
2. 有源二端网络的两种等效电路及参数戴维南等效电路及电路参数戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，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U，等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效电阻凡，等于该网络中所有独立源均置零(理想电压源短接，理想电流源开路)时的等效电阻。
（1）伏安法测R0用电压表，电流表测出有源二端网络的外特性曲线。
根据外特性曲线求斜率tanφ，则电阻为R0=tanφ=△U/△I（2）半电压法测R0当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻即为被测有源二端网络的等效电阻值（3）开路短路法测出Rl短路时的电流和Rl开路时的电压，通过电流除以电压求其组阻值实验操作步骤：1. 实验前的准备1.1 检查毫安表和数字万用表1.2 判定导线好坏(导线好坏的判断可用万用表的蜂鸣挡。
如果万用表发出蜂鸣声，则说明导线是好的，否则该条导线不能继续使用。
)1.3 电源、电阻、电位器好坏判定2. 合理放置实验箱及仪表3. 连接实验电路：4. 调节直流稳压电源，使输出电压Us=10V，并保持不变5.将负载Rl 开路，测网络a ，b 两端的开路电压Uoc ，记录 将负载Rl 短路，测该支路短路电流Isc ，记录6.连接负载Rl ，按要求改变负载Rl ，测得Rl 为不同阻值时所对应的Uab 和I ，记录数据7.画出有源二端网络N 伏安特性曲线U=f （I ），用伏安法求R0 8.根据开路电压Uoc 与R0得到有源二端口网络N 的戴维南等效电路（4） 数据记录与数据处理：1. 伏安法测R0I/mA1 1.52 2.53 3.54 4.5 5 U/V2.272.142.03 1.95 1.84 1.73 1.62 1.5 1.4y = -0.2147x + 2.4751R² = 0.99881.21.41.61.822.22.40123456U /VI/mA2.半电压法测R0R TH=197.7Ω，U TH=2.50V3. 开路短路法短路电流 I0=11.2mA，U TH=2.50V，R TH=223.21Ω戴维南等效电路误差分析：在实验过程中，导线、电流表和电压表的内阻对结果有影响。
戴维南定理有源二端网络等效参数的测定
戴维南定理——（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U S 和内阻R 0串联电路来表示，该电压源的电动势U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ,其等效内阻R O 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 ，U S 和RO② 有源二端网络等效参数的测量a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U O Ｃ，然后再将其输出端短路，测其短路电流I S ＣSCOCO I U R =（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 ϕ，则内阻SCOCO I U I U tg R ===∆∆ϕ （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U N ，则内阻为 NNOC O I U U R -=（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网络的等效内阻值，电路如图2-20d3-21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。
（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U S ＝12V 和恒流源I S ＝20mA ，断开R L 测A 、B 两点间U AB 即为开路电压U 0C ，再短接R L 测短路电流I sc ，则R 0＝U OC ／I SC 。
实验六 戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定
实验六戴维南定理戴维南定理——————有源二端网络等效参数的测定有源二端网络等效参数的测定 一．实验目的1．验证戴维宁定理、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。
二．实验原理1．戴维宁定理和诺顿定理戴维宁定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U S 和一个电阻R S 串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ,内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。
诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源I S 和一个电阻R S 并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源I S 等于这个有源二端网络的短路短路I SC ,内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。
U S 、R S 和I S 、R S 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、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U OC ,然后再将其输出端短路，测其短路电流I S Ｃ，且内阻为： SCOC S I U R =。
若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。
(2)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曲线，如图6－1所示。
开路电压为U OC ，根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻为：IU R ∆∆==φtg S 。
另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC ，以及额定电流I N 和对应的输出端额定电压U N ，如图6－1所示，则内阻为：NN OC S I U U R −=。
(3)半电压法如图6－2所示，当负载电压为被测网络开路电压U OC 一半时，负载电阻R L 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻R S 数值。
(4)零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图6－3所示。
戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验报告)
实验二、戴维南定理一有源二端网络等效参数的测定实验时间：2018年5月9日（必须填写）实验概述【实验目的及要求】1、验证戴维南定理的正确性。
2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
【仪器及用具】（含厂家）可调直流稳压电源，可调直流恒流电源，直流数字电压表，直流数字毫安表，万用电表，电位器【实验原理】（含主要定律公式和主要图表）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）。
戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压U O C其等效内阻R）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。
“（和F0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、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Ubo,然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流I sc,则内阻为R O=U O C1sc（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。
根据外特性曲线求出斜率tg $ ,则内阻O=tg °=△ U = U OC△ I1SC用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值I N 时的输出端电压值 U,则内阻为若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。
⑶半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时， 负载电阻（由电阻箱的读数确定） 即为被测有源二端网络的等效内阻值。
实验内容【实验方案设计】（主要测量及调节方法）被测有源二端网络如图3-4（a ）所示。
图3-4图3-1图3-2(a)(b【实验主要过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的U O和R）。
按图3-4（a）电路接入稳压电源E和恒流源I s及可变电阻箱R,测定U。
实验五 戴维南定理的验证及最大功率传输条件测定
实验五戴维南定理的验证及最大功率传输条件测定实验五戴维南定理的验证及最大功率传输条件测定一、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。
3．掌握负载获得最大传输功率的条件。
二、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）。
戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的理想电压US等于这个有源二端网络的开路电压UOC，其等效内阻R0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。
2. 有源二端网络等效参数的测量方法 (1) 开路-短路法测R0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，用电流表测其短路电流ISC，则等效内阻为：R0? (2) 直接测量法测R0UOC。
ISC 将A、B支路断开，电压源短接，电流源去掉，用万用表电阻档直接测量R0 。
3．负载获得最大功率的条件图5-1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R0 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，RL为可变负载电阻。
当满足RL?R0时，负载从电2US源获得最大功率。
最大功率PM?，这时，4R0称此电路处于“匹配”工作状态。
图5-1 三、实验设备序号名称型号与规格 1 2 3 4 5 6 7 8四、实验内容可调直流稳压电源可调直流恒流源直流电压表直流毫安表万用表可调电阻箱电位器戴维南定理实验电路板 0～30V 0～500mA 0～200V 0～200mA 500型 0～99999.9Ω1K/2W 被测有源二端网络如图5-2(a)。
（α）（Ь）图5-21. 负载实验。
按图5-2(a)接入稳压电源US?12V和恒流源IS?10mA，接入RL。
改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性曲线。
实验六戴维南定理—有源二端网络等效参数的测定
实验二、戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1．验证戴维南定理的正确性2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、原理说明及测量方法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）。
戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，次电压源的电动势Es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都置零（理想电压源短路，理想电流源开路）时的等效电阻。
Uoc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（1）开路电压法、短路电流法（二端网络内阻很低时，不宜采用此法）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，然后再用电流表直接接到输出端测其短路电流Isc，则内阻Ro为表3-1（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。
根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻Ro为图3-1伏安法主要测量开路电压及电流为额定值I N时的输出端电压U N，则内阻为(3)半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻R L即为被测有源二端网络的等效内阻值。
图3-2（4）零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，采用零示测量法，如图3-3所示。
图3-3原理：用一低内阻稳压电源于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，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压Uoc。
图3-4（a）图3-4b）三、实验仪器及材料1．可调直流稳压电源GP-4303TP2．电路原理试验箱KHDL-33．台式万用表DM-441B四、实验内容及步骤实验电路如图3-4（a）所示。
戴维南定理─有源二端网络等效参数测定
戴维南定理─有源二端网络等效参数测定在电路分析与设计中，戴维南定理是一个极其重要的概念和工具。
它为我们简化复杂的有源二端网络提供了有效的方法，使我们能够更轻松地理解和计算电路的特性。
接下来，让我们深入探讨一下戴维南定理以及有源二端网络等效参数的测定。
首先，我们要明白什么是有源二端网络。
简单来说，有源二端网络就是含有电源（独立电源或受控电源）的二端网络。
比如说，一个由电池、电阻和电容组成的简单电路就可以看作是一个有源二端网络。
那么，戴维南定理到底是什么呢？戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为 E 的理想电压源和内阻 R₀串联的电源来等效代替。
其中，E 就是有源二端网络的开路电压，R₀则是有源二端网络中所有电源置零（即电压源短路，电流源开路）后，从端口看进去的等效电阻。
接下来，我们重点谈谈如何测定有源二端网络的等效参数，也就是E 和 R₀。
测定开路电压 E 相对来说比较简单。
我们可以直接使用电压表测量有源二端网络的开路电压。
但要注意，电压表的内阻要足够大，以减小对测量结果的影响。
如果有源二端网络的内阻较小，我们还可以通过计算的方法来得到开路电压。
比如，对于一个由已知参数的电源和电阻组成的简单有源二端网络，我们可以根据欧姆定律和基尔霍夫定律进行计算。
而测定等效内阻 R₀的方法就稍微复杂一些。
常见的方法有以下几种：一种是直接测量法。
当有源二端网络中的电源置零后，我们可以用万用表的电阻档直接测量从端口看进去的电阻。
但这种方法对于复杂的网络可能不太准确，因为网络中的电阻可能存在相互影响。
另一种常用的方法是短路电流法。
先测量有源二端网络的短路电流Isc，然后根据公式 R₀＝ E ／ Isc 计算出等效内阻 R₀。
但在实际操作中，短路电路可能会对电路元件造成损害，所以要谨慎使用。
还有一种方法是两次测量法。
在有源二端网络的端口外接一个已知电阻 R ，测量端口的电压 U 和电流 I 。
然后根据公式 R₀＝（E U) ／I 计算出 R₀。
戴维南定理
计算 计算 测量 测量
U(V)
I(mA) 1.047 U(V) 1.03
I(mA) 1.05
表 2 - 3（验证戴维南定理）(UOC=1.58V, RO=510 Ω) （验证戴维南定理）
RL(Ω) Ω 990 1.043 900 1.008 1.121 1.025 1.13 800 0.965 1.206 0.97 1.22 700 0.914 1.306 0.92 1.32 600 0.854 1.423 0.86 1.45 500 0.782 1.564 0.79 1.59 400 0.694 1.736 0.70 1.77 300 0.585 1.951 0.59 1.99 200 0.445 2.225 0.45 2.27 100 0.259 2.59 0.26 2.64
另一种方法是测量有源二端网络的开路电压UOC， 另一种方法是测量有源二端网络的开路电压 以及额定电流IN和对应的输出端额定电压UN， 如图2 所示，则内阻为： 如图2－2所示，则内阻为：
三．实验设备 1．直流数字电压表、直流数字毫安表 ．直流数字电压表、 控制台面板） （控制台面板） 2．恒压源：+5V，＋ ．恒压源： ，＋12V （控制台面板） 控制台面板） ，＋ 3．恒源流：0～200mA可调（控制台面板） ．恒源流： ～ 可调（ 可调 控制台面板） 4．实验电路板（EEL-53G） ．实验电路板（ ） 电阻元件板（ 电阻元件板（EEL-51 ）
2．有源二端网络等效参数的测量方法 有源二端网பைடு நூலகம்等效参数的测量方法 测量 (1)开路电压 开路电压、 (1)开路电压、短路电流法 在有源二端网络输出端开路时 在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其 输出端开路 然后再将其输出端短路 输出端短路， 输出端的开路电压UOC, 然后再将其输出端短路，测其 且内阻为： 短路电流ISＣ，且内阻为：
电路基础-实验1 戴维南定理(操作实验)
实验一 戴维南定理和诺顿定理的验证 —— 有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1.验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对改定理的理解。
2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、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）。
戴维南定理指出：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Ro 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Isc ，其等效内阻Ro 定义同戴维南定理。
Uoc （Us ）和Ro 或者I sc （Is ）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 （1）开路电压、短路电流法测Ro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，用电流表测其短路电流Isc ，测等效内阻为 Ro=SCOC I U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。
（2）伏安法测Ro用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图1-1所示。
根据外特性曲线求出斜率tg Φ，则内阻Ro=tg Φ=SCOCI U I U =∆∆。
图1-1也可以先测量开路电压Uoc ，再测量电流为额定值N I 时的输出端电压值N U ，则内阻为Ro=N NOC I UU-。
（3）半电压法测Ro如图1-2所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。
图1-2（4）零示法测Uoc在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差。
有源二端网络等效参数的测量实验报告
U OCI SC实验3.3 有源二端网络等效参数的测量一、实验目的（1） 掌握有源二端网络的戴维南等效电路. （2） 验证戴维南定理，加深对该定理的理解。
（3） 掌握测量有源二端网络等效参数测量的方法。
（4） 了解负载获得最大传输功率的条件。
二、实验仪器1台直流稳压电源、1块数字万用表、1块直流毫安表、电工试验箱 三、实验原理 1。
有源二端网络任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一个支路的电压和电流,则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络。
有源二端网络包含线性电阻、独立电源和受控源. 2.戴维南等效电路及电路参数戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络,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U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ，其等效电阻RO 等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。
戴维南等效电阻如下图所示，电路参数为U OC (U S ）和R O 。
3.有源二端网络等效电阻R O 的测量方法: （1）伏安法测R O 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示。
根据外特性曲线求出斜率tg ϕ，则电阻为R O =tg ϕ=IU∆∆（2)半电压法4.负载获得最大功率的条件下图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R O 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和,R L 为可变负载电阻，负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示：L L OS L R R R U R I P 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==当R L =0或R L =∞时，电源输送给负载的功率均为零.而以不同的R L 值代入上式，则可求得不同的P 值，其中必有一个R L 值，是负载能从电源处获得最大的功率。
R R L图1RL N 图2 U S根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式的R L 为自变量，P 为应变量，并使0=LdR dP，即可求得最大功率传输的条件.即RL=RO当满足RL=RO 时,负载从电源获得的最大功率为L SL L S L L O SR UR R U R RR U P 42222max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=这时，称此电路处于“匹配”状态。
有源二端网络等效参数的测量实验报告
U OCI SC实验3。
3 有源二端网络等效参数的测量一、实验目的（1） 掌握有源二端网络的戴维南等效电路。
（2） 验证戴维南定理，加深对该定理的理解。
（3） 掌握测量有源二端网络等效参数测量的方法. （4） 了解负载获得最大传输功率的条件. 二、实验仪器1台直流稳压电源、1块数字万用表、1块直流毫安表、电工试验箱 三、实验原理 1.有源二端网络任何一个线性含源网络,如果仅研究其中一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络。
有源二端网络包含线性电阻、独立电源和受控源. 2。
戴维南等效电路及电路参数 戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，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U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ,其等效电阻RO 等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。
戴维南等效电阻如下图所示，电路参数为U OC (U S )和R O 。
3.有源二端网络等效电阻R O 的测量方法： （1)伏安法测R O 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示.根据外特性曲线求出斜率tg ϕ，则电阻为R O =tg ϕ=IU∆∆(2）半电压法4。
负载获得最大功率的条件下图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R O 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和,R L 为可变负载电阻，负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示：L L OS L R R R U R I P 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==当R L =0或R L =∞时，电源输送给负载的功率均为零。
而以不同的R L 值代入上式，则可求得不同的P 值，其中必有一个R L 值,是负载能从电源处获得最大的功率.R R L图1RL N 图2 U S根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式的R L 为自变量，P 为应变量,并使0=LdR dP，即可求得最大功率传输的条件。
即RL=RO当满足RL=RO 时，负载从电源获得的最大功率为L SL L S L L O SR UR R U R RR U P 42222max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=这时，称此电路处于“匹配”状态。
戴维南定理
(有源二端网络等效参数的测定)
一、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来自般方法。 二、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，也称为单口网络。
半电压法 R0 (Ω) 零示法 Uoc(v)
注意事项 1. 测量时应注意电流表量程的更换。 2. 步骤“3”中，电压源置零时不可将稳压源短接。 3. 用万表直接测R0时，网络内的独立源必须先置 零，以免损坏万用表。其次，欧姆档必须经调零后 再进行测量。 4. 用零示法测量UOC时，应先将稳压电源的输出调 至接近于UOC，再测量。 5. 改接线路时，要关掉电源。
负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端 网络的等效内阻值。
被 测 R0 有 源 US 网 络
RL
Uo c/2
V
(4) 零示法测UOC
在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表 直接测量会造成较大的误差。为了消除电压表内阻的影响，往 往采用零示测量法，如图所示。 零示法测量原理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
其内部元件，因此不宜用此法。
(2) 伏安法测R0 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所 示，根据外特性曲线求出斜率tgφ，则内阻
U U oc R o tg I I sc
Uoc U
A ΔU
φ
B
ΔI O
I Isc
(3) 半电压法测R0
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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U S 和内阻R 0串联电路来表示，该电压源的电动势U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ,其等效内阻R O 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 ，U S 和R O 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U O Ｃ，然后再将其输出端短路，测其短路电流I S Ｃ，则内阻为
SC
OC
O I U R =
（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 ϕ，则内阻
SC
OC
O I U I U tg R =
=
=∆∆ϕ （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U N ，则内阻为 N
N
OC O I U U R -=
（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。
（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U S＝12V和恒流源I S＝20mA，断开R L测A、B两点间U AB即为开路电压U0C，再短接R L测短路电流I sc，则R0＝U OC／I SC。
数据填入表2-20。
表2-20 开路电压、短路电流实验数据
U0C (V) I SC(mA) R0=U0C/I SC
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
R L( ) 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100
图2-21 零示法测量电路
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R O。
表2-22 戴维南定理实验数据
R L(Ω) 990 900 800 700 600 500 400 300 200 100
U(V)
I(mA)
⑤用半电压法和零示法测量被测网络的等效内阻R0及其开路电压U0C,数据填入表2-23。
表2-23 有源二端网络等效电阻、开路电压实验数据
R O(Ω) U OC(V)
图2-22 被测有源二端网络
（5）实验要点
①测量时，及时更换电流表的量限。
②电压源短路时不可将稳压源短接。
③用万用表直接测R O时，网络内的独立源必须先置零，以免损坏万用表，其次，欧姆档必须经调零后再进行测量。
④改接线路时，要关掉电源。
（6）预习与解答
①在求戴维南等效电路时，短路测I SC条件是什么？在本实验中可否直接作负载短路实验？请实验前对线路2-22(a)预先作好计算，以便调整实验线路及测量时可准确地选取电压表和电流表的量限。
②说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点及适用范围。
③若含源二端口网络不允许短路或开路，你如何用其它方法测出等效电阻R O。
（7）实验要求
①根据步骤2和3,分别绘出曲线,验证戴维南定理的正确性,并分析产生误差的原因。
②根据步骤1、4、5方法测得的U0C和R O与电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。