戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验报告)
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. 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。
戴维南定理——有源二端网络等效参数的设定 实验报告
院(系)名称
班别
姓名
专业名称
学号
实验课程名称
电路与电子线路实验
实验项目名称
戴维南定理——有源二端网络等效参数的设定
实验时间
实验地点
实验成绩
指导老师签名
1、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。
2、实验仪器
(1)电路实验箱一台
(2)万用表一块
4.16
11.64
357.39
2.负载实验
按表3-7改变RL阻值,测量有源二端网络的输出电压U和电流I。
表3-7负载试验
RL/Ω
1000
800
600
400
200
0
U/V
3.13
2.98
2.72
2.32
2.63
0.12
I/mA
3.13
3.69
4.48
5.70
7.80
12.39
2.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或称网络的输入端电阻R0。将数据记录到表3-8。
5、实验注意事项
(1)注意测量时,及时更换电流表的量程。
(2)电压源短路时不可将稳压源短接。
(3)用万用表直接测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)改接线路时,要关掉电源。
6、实验心得
在实际操作过程中,实验结果难免会因种种原因而受到影响,实验数据亦有误差,因此我们在操作时应尽量避免操作失误导致的实验误差。
实验三 戴维南定理——有源二端网络等效参数的测定
实验三 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.学习有源二端网络等效参数的测量方法。
二.实验仪器设备: 1.直流电压表1只 2.直流毫安表1只 3. 恒压源(可调)1个 4.恒源流(可调)1个5.可变电阻箱1个 6.实验电路板 1块三、实验原理与说明戴维南定理指出: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(图1-3-1中a )、b)),其中:电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压 U OC (图1-3-1中c )), 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 (图1-3-1中d))。
U S 、R S 称为有源二端网络的等效参数。
四.实验内容与步骤1.测量有源二端网络的等效参数被测有源二端网络如图1-3-6所示,接入稳压源U S =12V 和恒流源I S =20mA 。
开关S 1打到向上位置,开关S 2打到“断”位置,测A 、B 两点的电压即为U OC ;线性有源二端 网络任意负载线性有 源二端 网络无源二端网络任意负载I a+-bbbba aa +++---U U U IUoc +-(a)(b)(c)(d)图1-3-1戴维南等效电路原理R o R soc R L330510510101k -+-U sI sS 1S 2通断+-ΩΩΩΩΩ图1-3-6 实验电路图ABC (电流插孔)开关S 1打到向下位置,开关S 21仍然打到“断”位置,将电流表的插头插入电流插孔C 处,可测得短路电流I SC ,则R S =U OC /I sc ,填入表1-3-1。
2.负载实验按表1-3-2要求,在实验箱上选择相应数值的电阻作为R L,分别接入A 、B 处(开关S 21仍然打到“断”位置),测量其电流(从插孔C 处测量)以及R L两端电压,即测量有源二端网络的外特性,填入表1-3-2。
戴维南定理 有源二端网络等效参数的测定
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3-1UOC(V)ISC(mA)RO=Uoc/Isc (Ω) (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IN时的输出端电压UN,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RL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。
实验2-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
实验2-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实验报告专业班级:计算机1601/1602 实验⽇期:学⽣姓名:李⾬珈学号:班级:计算1601 成绩:实验名称:戴维南定理和诺顿定理验证 1、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、实验原理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S U 等于这个有源⼆端⽹络的开路电压OC U ,其等效内阻0R 等于该⽹络中所有独⽴源均置零(理想电压源视为短路,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S I 等于这个有源⼆端⽹络的短路电流SC I ,其等效内阻0R 定义同戴维南定理。
OC U (S U )和0R 或者SC I (S I )和0R 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0R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OC U ,然后再将其输出端短路,⽤电流表测0R SCOCI U =其短路电流SC I ,则等效内阻为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0R2OC图-2⽤电压表、电流表测出有源⼆端⽹络的外特性曲线,如图-1所⽰。
根据外特性曲线求出斜率Φtg ,则内阻0R =Φtg =SCOCI U I U =??,也可以先测量开路电压OC U ,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0R =NNOC I U U -。
(3)半电压法测0R如图-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。
戴维宁定理和有源二端网络等效参数的测定
戴维宁定理和有源二端网络等效参数的测定电信132班33张世东【实验目的】1.验证戴维宁定理的正确性。
2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
【实验设备和材料】1.KHDL-1型电路实验箱。
2.MF-500型万用表。
3.数字万用表。
【实验原理】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 ,则内阻为:IU RSCOC 0(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tan Φ,则内阻为:I U R SCOC===ΔI ΔU Φtan 0(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。
【实验内容】1.用开路电压、短路电流法则测戴维宁等效电路的UOC和R:实验电路KHDL-1型电路试验箱左侧”戴维宁定理“框内,如图1所示。
(1)电压U 直接取自试验箱下方+12V 电源;将数字万用表红表笔插入电流表”+“孔,黑表笔插入”a “孔,数字万用表置直流20V 档,打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关,观察将数字万用表电压数据U O C 记入表1中。
(2)关闭KHDL-1型电路实验箱各相关电源开关,将实验箱下方直流数字哈南表(20mA )代替数字万用表位置,打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关,观察并将直流数字毫安表数据ISC记入表1中。
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。
戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验报告)
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)。
实验一 戴维南定理
实验一戴维南定理——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, 加深对戴维南定理的理解。
2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
二、实验仪器三、实验原理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(或称为含源二端口网络)。
戴维南定理指出:任何一个线性有源网络, 对外电路而言, 总可以用一个电压源和内阻串联来等效, 此电压源的电动势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。
U OC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、短路电流法测等效电压与等效电阻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, 则内阻为:R O= UOC/ ISC测试电路如图2—1所示, 开关S打开时测得开路电压UOC, 闭合时测得短路电流ISC。
这种方法仅适用于等效电阻较大而短路电流不大(不超过电源电流的额定值)的情况。
图2—1 开路电压、短路电流法测等效电压与等效电阻②伏安法测等效电阻将被测有源网络内的所有独立源置零(将电流源IS断开;去掉电压源, 并在原电压端所接的两点用一根短路导线连接), 在两端钮上外加一已知电源E (+6V), 如图2—2所示, 测得电压UE和电流IE, 则:R O= UE/IE图2—2 伏安法测等效电阻③半电压法测等效电阻如图2—3所示, 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。
图2—3 半电压法测等效电阻④直接测量法测等效电阻将有源二端网络中所有独立源均置零(理想电压源视为短路, 理想电流源视为开路), 然后用数字万用表的欧姆档直接测量二端网络的电阻值即为RO。
实验1戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定
实验1戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定引言:有源二端网络是电路中常见的一种电路,常用于放大电路、滤波电路等。
在电路设计和分析中,需要测定有源二端网络的等效参数,以便更好地理解和利用该电路。
本实验将通过测定有源二端网络的等效电阻、等效电压和等效电流,来验证戴维宁定理在实际电路中的应用。
实验目的:1.理解有源二端网络的概念和特点;2.学习使用戴维宁定理测定有源二端网络的等效参数;3.掌握实验仪器的基本操作和测量方法。
实验仪器和材料:1.实验箱:包括电源、信号源、万用表等仪器;2.电阻器:用于模拟负载;3.电容器:用于构建滤波电路。
实验步骤:1.将实验箱中的电源连接到有源二端网络的电源端口,设置电源的电压和电流值;2.将信号源连接到有源二端网络的输入端口,设置输入信号并调节频率;3.使用万用表测量有源二端网络的电压和电流值;4.同时测量有源二端网络的输入电压和输出电压,记录数据;5.拆卸有源二端网络,将电阻器和电容器连接到原有的电源和信号源线路上;6.使用万用表测量电阻器和电容器的电压和电流值;7.根据测量数据,通过戴维宁定理计算有源二端网络的等效电阻、等效电压和等效电流。
数据处理和实验结果分析:结论:实验中通过对有源二端网络的测量和计算,得出了该电路的等效电阻、等效电压和等效电流。
通过对实验结果进行分析和总结,验证了戴维宁定理在实际电路中的应用,并深入理解了有源二端网络的特性。
实验中可能遇到的问题和改进方法:1.实验中测量的数据受到测量仪器的精度和误差的影响,可以使用更高精度的仪器来改善测量结果的准确性;2.输入信号频率的选择会影响等效参数的测量结果,在实验中可以尝试不同频率的输入信号,观察其对等效参数的影响。
总结:本实验通过测定有源二端网络的等效参数,验证了戴维宁定理在实际电路中的应用。
实验结果对于理解和分析有源二端网络的特性具有重要意义,为进一步研究和利用该电路提供了基础。
(精选)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
1. 用开路电压、短路电流法测定 戴维南等效
电路的Uoc、R0和诺顿等效电路 的ISC、R0。按图3-4(a)接入稳 压电源Us=12V和恒流源 Is=10mA, 不接入RL。测出UOc和Isc,并计 算出R0。(测UOC时,不接入 mA表。)
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2. 负载实验 按图3-4(a)接入RL。改变RL阻值,测量有源二 端网络的外特性曲线。
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六、预习思考题
1. 在求戴维南或诺顿等效电路时,作短路 试验,测ISC的条件是什么?在本实验中可否 直接作负载短路实验?请实验前对线路3-4(a) 预先作好计算,以便调整实验线路及测量时 可准确地选取电表的量程。
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。
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3. 验证戴维南定理:从电阻箱上取得按步骤“1” 所得的等效电阻R0之值, 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 Uoc之值)相串联,如图3-4(b)所示,仿照步 骤“2”测其外特性,对戴氏定理进行验证。
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4. 验证诺顿定理:从电阻箱上取得按步骤“1”所 得的等效电阻R0之值, 然后令其与直流恒流源 (调到步骤“1”时所测得的短路电流ISC之值) 相并联,如图3-5所示,仿照步骤“2”测其外特 性,对诺顿定理进行验证。
△I Isc 也可以先测量开路电压Uoc,再测量电流为额定值 IN时的输出端电压值UN
Uoc-UN 则内阻为 R0=──── 。
IN
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7
(3) 半电压法测R0 如图3-2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。
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(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3-3所示.。
戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验实训报告) .doc
戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验实训报告) .doc
本实验实训报告主要讲述研究领域内一个重要的数学定理――戴维南定理,它用于测定有源二端网络的等效参数。
戴维南定理是由英国数学家托马斯·戴维南于1949年提出的有源二端网络等效参数的测定方法。
它结合了网络运算理论与电路运算理论,将电子网络分解成一系列的电路,它可以直接作为元件的等效模型用于设计电子装置。
简单来说,它是用一种智能的计算方法来计算复杂的点单参数,为电子设备的精确设计提供了可行的方案。
戴维南定理的核心就是对有源二端网络等效参数的求解,它通过对原网络进行拆分和组合,仅需要求出参数矢量,就可以得出网络等效参数,在现代数字电路设计中具有重要的应用。
它是一种时间和空间效率高、计算精度较高的网络等效参数求解方法。
在实验实训中,首先介绍了有源二端网络的基本概念,然后介绍了戴维南定理,并设计了一个特定的例子,最后通过实验,测试和研究网络原始参数,实现了戴维南定理的计算。
以上就是本次实验实训报告的主要内容,即介绍了戴维南定理,并与有源二端网络等效参数的测定有关。
戴维南定理是一种高效率的网络等效参数测定方法,在电路设计领域有着广泛的应用,它的研究有助于电子工程的发展。
电路分析实验报告:戴维南定理及有源二端网络参数的测定
实验名称:戴维南定理及有源二端网络参数的测定
姓名:班级:学号:
完成日期:
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
二、实验器材
EWB仿真软件
直流电压源、直流电流源、直流电压表、直流毫安表、电阻
三、实验原理
任何一个线性含独立源的二端网络Ns,均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Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc,其等效电阻R0等于该网络中所有独立电源均置零时的等效电阻。
四、实验电路图
五、实验步骤及数据(撰写实验步骤、拟制数据表格、理论计算与实验结果分析、每步骤实验仿真截图)
1. 测原电路Ns网络的伏安特性
2.用开短路法测量等效电阻
R0
3.测量等效电路的伏安特性
六、讨论分析(数据分析、拓展问题分析解答、实验心得)
1.U-I 特性曲线
(1)在误差允许的范围内戴维南定理是正确的
(2)误差产生的原因:各电路原件不是理想原件有内阻,使得测量不准确;外界的温度和压力等。
2.采用伏安法测内阻0R
所谓的戴维南定理用伏安法求电阻,指的是用电压oc U 除以sc i ,从而求出这个等效电阻0R 。
第一步,求开路电压oc U 是将所求支路断开再求其两端的开路电压。
第二步,求短路电流sc i 是将电压源与电流源置零出所求支路用oc U 代替,测出其短路电流。
结论:在误差允许的范围内用开短路发和用伏安法测得的0R 值相同。
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。
实验六戴维南定理—有源二端网络等效参数的测定
半电压法:在图 6—4(a)电路中,首先断开负载电阻 RL,测量有源二端网络 的开路电压 UOC ,然后接入负载 RL(用电阻箱),用电阻箱调整其大小,直到两 端电压等于 UOC /2 为止,此时负载电阻 RL 的大小即为等效电源的内阻 RS 的数值。 记录 UOC 和 RS 数值。
任何一个有源二端网络总可以用一个电压源和一个电阻等于这个有源二端网络的开路电压oc内阻等于该网络中所有独立电源均置零电压源短路电流源开路后的等效电阻r等于这个有源二端网络的短路电流sc内阻等于该网络中所有独立电源均置零电压源短路电流源开路后的等效电阻r开路电压短路电流法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后将其输出端短路测其短路电流isc且内阻为
三、实验设备
1. 直流数字电压表、直流数字毫安表(根据型号的不同,EEL—Ι 型为单独的 MEL—06 组件,其余型号含在主控制屏上) 2 恒压源(EEL—Ι、Ц、Ш、Ⅳ均含在主控制屏上,根据用户的要求,可能有 两种配置(1)+6v(+5v),+12v,0~30v 可调或(2)双路 0~30v 可调。) 3.恒流源(0~500mA 可调)
测开路电压 UOC:在如图 6—4(a)电路中,断开负载 RL,用电压表测量 1、 2 两端电压,并将数据记入表 6—1 中。
测短路电流 ISC:在图 6—4(a)电路中,将负载 RL 短路,用电流表测量电 流,并将数据记入表 6—1 中。
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。
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UOC(v)
ISC(mA)
R0=UOC/ISC(Ω)
4.03
12.06
334.16
表3-3(负载试验)
RL(Ω)
0 ∞
U(v)
0.27
1.26
1.36
1.44
1.56
1.67
1.74
1.86
I(mA)
11.51
8.33
8.03
7.81
7.45
7.12
6.91
6.53
表3-3(验证戴维南定理)
RO=tgφ=
用伏安法,主要是测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压值UN,则内阻为
RO=
若二端网络的内阻值很低时,则不宜测其短路电流。
图 3-1 图 3-2
(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(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
指导教师评语及成绩
【评语】实验报告格式规范(是( ),否( ));
数据处理正确(是( ),否( ));
实验方案设计合理(是( ),否( ))。很好。
成绩: 指导教师签名:
批阅日期:2017年 月 日
预习报告张贴处
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。
4. 测定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IS断开;去掉电压源,并在原电压端所接的两点用一根短路导线相连),然后用伏安法或者直接用万用电表的欧姆档去测定负载RL开路后输出端两点间的电阻,此即为被测网络的等效内阻R0或称网络的入端电阻Ri。
【数据表格】(画出数据表格,写明物理量和单位)
UOC和R0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UOC,然后再将其输出端短路,用电流表测其短路电流ISC,则内阻为
RO=
(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tgφ,则内阻
RL(Ω)
0 ∞
U(v)
2.61
2.68
2.74
2.81
2.85
2.90
2.95
3.01
I(mA)
4.10
3.90
3.72
3.52
3.41
3.29
3.13
2.95
【数据处理及结果】
【讨论】
1. 注意测量时,电流表量程的更换。
2. 用万用电表直接测R0时,网络内的独立源必须先置零,以免损坏万用电表,其次,欧姆档必须经调零后再进行测量,改接线路时,要关掉电源。
实验二、戴维南定理─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)
【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3Leabharlann 4(a)所示。(a) (b)
图3-4
【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UOC和R0。
按图3-4(a)电路接入稳压电源ES和恒流源IS及可变电阻箱RL,测定 UOC和R0。
2. 负载实验
按图3-4(a)改变RL阻值,测量有源二端网络的外特性。
3. 验证戴维南定理
用一只1KΩ的电位器,将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻R0之值,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UOC之值)相串联,如图3-4(b)所示,仿照步骤“2”测其外特性,对戴氏定理进行验证。