戴维南定理的应用剖析

测 UL/V
量 值
IL/mA
IS/mA
等 PL/V
效 网
PS/mA
络 ήL
510 680 1000
注意事项
注意测量时，电流表的量程； 电源置零时不可将稳压源短路； 改接电路时要先关掉电源。
表1 实验数据记录表
Uoc/V
Isc/mA
R0=U/I
负载实验按图3a（接入RL）改变RL的阻值， 测量有源二端网络的外特性，将实验数据记入 表2中。
表2 实验数据记录表
RL/Ω 0 100 300 510 680 1k U/V
I/mA
验证戴维南定理
用一只100kΩ的电位器（当可变电阻用），将 其阻值调整到等于按表1所得的等效电阻R0之 值，然后令其与直流稳压电源（调到表1时所 测得的开路电压Uoc之值）相串联，如图3所示。 仿照表2测其外特性（接入RL ），将数据记入 表3中，对戴维南定理进行验证。
外特性等效
图1 戴维南定理示意图
2. 诺顿定理
任何一个线性有源二端网络，就其外部的电压 电流关系而言，总可以等效为一个恒流源和一 个电阻相并联的电路。如图2所示。其中：恒 流源等于这个有源二端网络的短路电流Isc，电 阻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Ro 。
戴维南定理的应用
3学时
实验目的
验证戴维南、诺顿定理的正确性，加深对该 定理的理解。 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。 通过实验证明负载上获得最大功率的条件。
实验仪器
模拟电路实验箱 数字万用表
实验原理
1. 戴维南定理
任何一个线性含源二端网络，对外部电路而 言，总可以用一个理想电压源和一个电阻元 件相串联的有源支路来代替。如图1所示。 其中：理想电压源等于这个有源二端网络的 开路电压Uoc, 电阻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Ro。
外特性等效
图2 诺顿定理示意图
3.有源二端网络等效参数的测量方法
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，且内阻为： RO=UOC/ISC 若有源二端网络 的内阻值很低时，则不宜测 其短路电流。
测定有源二端网络等效电阻Ro
表3 实验数据记录表
RL/Ω 0 100 300 510 680 1k
∞
U/V
Biblioteka Baidu
I/mA
验证负载上获得最大功率的条件
利用测得的UL和对应的RL，计算不同RL值时 负载上获得的功率: PL=UL²/ RL，将计算的PL 填入表4。说明获得最大功率的条件。
表4 实验数据记录表
RL/Ω
0 100 300 RL = RO
将被测有源网络内的所有独立源置零（即
将电流源Is和电压源Us去掉，原电压源所
接的两点短接），然后用万用表的欧姆档
去测负载RL开路后a、b两点间的电阻值， 此值即为被测网络的等效电阻Ro或称网络
的入端电阻。
4. 被测有源二端网络示意图
a 实验电路
b 等效电路
图3 被测有源二端网络电路
实验内容
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3a电路，测定Uoc（开关打开时的电压 表读数，测短路电流为开关闭合时的电流 表读数）和R0。将实验所得数据记入表1中。