戴维南定理和诺顿定理的验证
一、实验目的
1、掌握有源二端网络代维南等效电路参数的测定方法。 2、验证戴维南定理、诺顿定理和置换定理的正确性。 3、进一步学习常用直流仪器仪表的使用方法。
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 (或称为含源二 端网络)。
2、戴维南定理:任何一个线性有源网络,总可以用一个理想电压 源与一个
电阻的串联支路来等效代替, 此电压源的电压等于该有源二 端网络的开路电压
Uc,其等效内阻
Ro等于该网络中所有独立源均置 零(理想电压源视为短路,理想
电流源视为开路)时的等效电阻。这 一串联电路称为该网络的代维南等效电路。
3、 诺顿定理:任何一个线性有源网络,总可以用一个理想电流源 与一个电
阻的并联组合来等效代替, 此电流源的电流等于该有源二端 网络的短路电流I
SC,其等效内阻
R)定义与戴维南定理的相同。
4、 有源二端网络等效参数的测量方法
Uc、ISC和
Ro称为有源二端网络的等效电路参数,可由实验测得。
(一)开路电压UOc的测量方法
1)可直接用电压表测量
(2)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3-1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。
(二)等效电阻F0的测量方法 (1)开路电压、短路电流法测 F0
该方法只实用于内阻较大的二端网络。因当内阻很小时,若将其 输出端口短路则易损坏其内部元件,不宜用此法。
该测量方法是: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U0C,然后将其输出端短路,用电流表测其短路
电流I sc,则等效内阻为
Ro
U OC
1
sc
(2) 伏安法测R0
据外特性曲线求出斜率tg ?,则内阻:Ro tg
用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图
U U OC I I sc
3-2所示。根
(3) 若只有电压表及电阻器,没有电流表测短路电流,或者某些 被测网络
本身不允许短路,则可在网络两端接入已知阻值为 R的电阻 器,测量该电阻两端电压 U.,然后按下式计算。
Ro ((Uoc UR) 1)R
(4) 半电压法测F0
如图3-3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。
戴维南定理和诺顿定理的验证实验+数据
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