3实验三 戴维南定理验证

电工与电子实验指导书

信息科学与工程学院

2009.2

目录

实验一电路元件伏安特性的测绘 (1)

实验二叠加原理的验证 (5)

实验三戴维南定理验证 (9)

实验四电源的等效变换 (13)

实验五单级放大器 (17)

实验六放大器的动态参数测量 (27)

实验七编码器设计 (32)

实验八译码器设计 (37)

实验九加法器设计 (45)

附录Ⅰ用万用电表对常用电子元器件检测 (45)

附录Ⅱ电阻器的标称值及精度色环标志法 (77)

实验三戴维南定理验证

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

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 OC，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．等效电源定理

任何一个线性有源二端网络，总可以用一个理想电压源和一个等效电阻相串联来代替，其理想电压源的电压等于该网络的开路电压U oc，等效内阻等于该网络中所有独立源为零时的等效电阻R0。

(1) 开路电压的测试方法

①一般情况下，把外电路断开，选万用表电压档测其两端电压值，即为开路电压。若电压表内阻远大于被测网络的等效电阻，其测量结果相当精确。若电压表内阻较小，则误差很大，必须采用补偿法。

②补偿法：如图2.1所示，外加U s和R构成补偿电路，调节R的值，使检测计G指示为零，此时电压表指示的电压值即为开路电压U oc。

（2）等效电阻R0 (内阻)的测试方法

①用欧姆表测：若电源能与其内阻分开，则可将电源除去后用欧姆表测出电阻值。若电源与其内阻分不开(如干电池)就不能用此法。

②测量网络两端的开路电压U oc及短路电流I s。按R0=U oc/I s计算出等效电阻。此法适用于网络两端可以被短路的情况。(建议该实验用此方法测R0)。

③外加电压U0，测其端电流I，按R0 = U0／I计算，用这种方法时，应先将有源二端

网络的电源除去，若不能除去电源，或者网络不允许外加电源，则不能用此法。

④测量开路电压U oc 及有载电压U o ，如图2.2所示，按L O

OC

01R )U U (

R -=计算，若L

R 采用一个精密电阻，则此法精度也较高。这种方法适用面广，例如用于测量放大器的输出电阻。

三、实验设备

四、实验内容 验证戴维南定理

1.被测有源二端网络，如图中的黄色区域所示。

图2.1 补偿法测开路电压 图2.2 等效电阻的测量

R L

0~200V

用一只240Ω的电阻，将其阻值按步骤分别等于“0Ω”， “240Ω”， “∞Ω”，所得电流、电压，分别填入表中。

2.被测有源二端等效网络，如图中的黄色区域所示。

用一只240Ω的电阻，将其阻值按步骤分别等于“0Ω”， “240Ω”， “∞Ω”，所得电流、电压，分别填入表中。

对上述项目分别画出外特性图，对戴氏定理进行验证。

五、实验注意事项

1. 注意测量时，电流表量程的更换。

2. 电源置零时不可将稳压源短接。

3. 改接线路时，要关掉电源。

12V

0~200V

六、预习思考题

1.请实验前对线路预先作好计算，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。

七、实验报告

1.绘出伏安特性曲线，验证戴维南定理的正确性，并分析产生误差的原因。

2.测得的U OC与R0与预习时电路计算的结果作比较，你能得出什么结论。

3. 归纳、总结实验结果。

4. 心得体会及其他。