戴維南定理和諾頓定理實驗報告

1、戴維南定理和諾頓定理一、實驗目的1、掌握有源二端網絡代維南等效電路參數的測定方法。2、驗證戴維南定理、諾頓定理和置換定理的正確性。二、原理說明1、任何一個線性含源網絡，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其 余部分看作是一個有源二端網絡（或稱為含源二端網絡）。2、戴維南定理：任何一個線性有源網絡，總可以用一個理想電壓源與一個電阻的串聯(lián)支路來等效代替，此電壓源的電壓等于該有源二端網絡的開路電壓Uoc，其等效內阻 Ro等于該網絡中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短路， 理想電流源視為開路） 時的等效電阻。這一串聯(lián)電路稱為該網絡的代維南等效電路。3、諾頓定理：任何一個線性有源網絡，總可以

2、用一個理想電流源與一個電阻的并聯(lián)組合來等效代替，此電流源的電流等于該有源二端網絡的短路電流Isc，其等效內阻 Ro定義與戴維南定理的相同。4、有源二端網絡等效參數的測量方法Uoc、Isc和Ro稱為有源二端網絡的等效電路參數，可由實驗測得。（一）開路電壓Uoc的測量方法（1）可直接用電壓表測量。（2）零示法測 U oc在測量具有高內阻有源二端網絡的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內阻的影響，往往采用零示測量法，如圖3-1所示。零示法測量原理是用一低內阻的穩(wěn)壓電源與被測有源二端網絡進行比較，當穩(wěn)壓電源的輸出電壓與有源二端網絡的開路電壓相等時，電壓表的讀數將為“0”。然后

3、將電路斷開，測量此時穩(wěn)壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網絡的開路電壓。L+U -榆壓電債廠1（二）等效電阻Ro的測量方法（1）開路電壓、短路電流法測Ro該方法只實用于內阻較大的二端網絡。因當內阻很小時，若將其輸出端口短路則易損壞 其內部元件，不宜用此法。該測量方法是：在有源二端網絡輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Uoc，然后將其輸出端短路，用電流表測其短路電流(2)伏安法測Ro用電壓表、電流表測出有源二端網絡的外特性如圖Isc,則等效內阻為RoU OCSC3-2所示。根據外特性曲線求出斜率tg 0,則內阻：Ro tgU OCI sc(3)若只有電壓表及電阻器，沒有電流表測短路電

4、流，或者某些被測網絡本身不允許短路，則可在網絡兩端接入已知阻值為R的電阻器，測量該電阻兩端電壓UR ,然后按下式計算。Ro (Uoc Ur) 1)R(4)半電壓法測Ro如圖3-3所示，當負載電壓為被測網絡開路電壓的一半時，負載電阻(由電阻箱的讀數 確定)即為被測有源二端網絡的等效內阻值。圖3-3圖3-5三、實驗設備1、萬用表2、RXDI-1型電路原理實驗箱四、實驗內容被測有源二端網絡如圖3-4(a)所示。內容一：有源二端網絡戴維南等效電路參數的測定圖3-41、用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的Uoc、Ro。按圖3-4（a）接入穩(wěn)壓電源 Us =12V和恒流源Is =10mA，不接入 R

5、l。測出Uoc和Isc,并計算出Ro,記錄于表1。表1U OC(V)Isc(mA)Ro=Uoc/Isc (Q)2、負載實驗按圖3-4（a）接入Rl。改變Rl（ 0-10k ）阻值，測量有源二端網絡的外特性曲線，記錄于表2。表2U(V)I(mA)3、 有源二端網絡等效電阻（入端電阻）的直接測量法。見圖3-4（ a）。將被測有源網絡內的所有獨立源置零（先斷開電流源 Is，去掉電壓源Us，再將電路中的C、D兩點間用 導線短接），然后用伏安法或直接用萬用表的歐姆檔去測定負載Rl開路時A、B兩點間的電阻，此即為被測網絡的等效內阻 R0,或稱網絡的入端電阻 Ri。4、 用半電壓法測量被測網絡的等效內阻R0

6、，用零示法測量被測網絡的開路電壓Uoc。電路圖及數據表格自擬。內容二：戴維南定理的驗證取一只10K可調電位器，將其阻值調整到等于按內容一中的步驟1所得的等效電阻 R0值，然后令其與直流穩(wěn)壓電源（調到步驟1時所測得的開路電壓Uoc值）相串聯(lián)，電路如圖3-4（b）所示，仿照內容一中的步驟2測其外特性，對戴維南定理進行驗證，記錄于表表3U(V)l(mA)內容三：諾頓定理的驗證取一只10K可調電位器，將其阻值調整到等于按內容一中的步驟 1所得的等效電阻 Ro 值，然后令其與直流恒流源 （調到步驟1時所測得的短路電流 Isc值）相并聯(lián)，電路如圖3-5 所示，仿照內容一中的步驟 2測其外特性，對諾頓定理進行驗證，記錄于表4。表4U(V)I(mA)五、注意事項1、測量時應注意電流表量程的更換。2、電壓源置零時不可將穩(wěn)壓源短接。3、用萬用表直接測 Ro時，（1）網絡內的獨立源必須先置零，以免損壞萬用表;（2）歐姆檔必須經調零后再進行測量。4、改接線路時，須先關掉電源。六、實驗報告1、根據內容一的步驟2和