戴维南定理试验.DOCVIP

实验三：戴维南定理实验 一．实验目的 1．通过实验验证戴维南定理，加深对等效电路概念的理解。 2．学习用补偿法测量开路电压。 二．实验原理 1．实验原理 对任何一个线性含源一端口网络（如图1（a））根据戴维南定理，可以用图1（b）所示电路代替。其等效条件是：UOC是含源一端口网络C、D两端的开路电压；电阻Ri是把含源一端口网络化成无源网络后的入端电阻。 用等效电路替代一端口网络的等效性，在于保持外电路中的电流和电压不变，即替代前后两者引出端钮间的电压相等时，流出（或流入）引出端钮的电流也必须相等（伏安特性相同）。 2．含源一端口网络开路电压的测量方法 （1）直接测量法： 当含源一端口网络的入端等效电阻Ri与电压表内阻RV相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量其开路电压UOC。 （2）补偿法： 当一端口网络的入端等效电阻Ri与电压表内阻RV相比不可以忽略时，用电压表直接测量开路电压，就会影响被测电路的原工作状态，使所测电压与实际值有较大误差。补偿法可以排除电压表内阻对测量所造成的影响。 图2是用补偿法测量电压的电路，测量步骤如下： ①用电压表初测一端口网络的开路电压，并调整补偿电路中分压器的输出电压，使它近似等于初测的开路电压。 ②将C、D与C′、D′对应相接，再细调补偿电路中分压器的输出电压，使检流计G的指示为零。因为G中无电流通过，这时电压表指示的电压等于被测电压，并且补偿电路的接入没有影响被测电路的工作状态。 3．一端口网络入端等效电阻Ri的实验求法： 入端等效电阻Ri，可根据一端口网络除源（电压源短路、电流源开路，保留内阻）后的无源网络通过计算求得，也可以通过实验的办法求出。 ①测量含源一端口网络的开路电压UOC和短路电流ISC，则 ②将含源一端口网络除源，化为无源网络P，然后按图3接线，测量US和I，则 三．实验内容和步骤 本实验在直流电路单元板（TS-B-28）上进行。按图4接线，使U1＝25V。本实验选择C、D两端左侧为一端口含源网络。 测量含源一端口网络的外部伏安特性：调节一端口网络外接电阻RL的数值，使其分别为表1中的数值，测量通过R2的电流（X5和X6电流接口处电流读数）和C、D两端电压，将测量结果填入表1中，其中RL＝0时的电流为短路电流。 2．验证戴维南定理 分别用直接测量法和补偿法测量C、D端口网络的开路电压UOC； 表1 RL（Ω） 0 500 1K 1.5K 2K 2.5K 开路 I（mA） U（V） （2）用补偿法（或直接测量法）所测得的开路电压UOC和步骤1中测得的短路电流（RL＝0）ISC，计算C、D端入端等效电阻 （3）按图1－b构成戴维南等效电路，其中电压源用直流稳压电源代替，调节电源输出电压，使之等于UOC，Ri用电阻箱代替在C、D端接入负载电阻RL，如右图所示，按和表1相同的电阻值，测取电流和电压，填入表2中。 表2 RL（Ω） 0 500 1K 1.5K 2K 2.5K 开路 I（mA） U（V） （4）将表1和表2中的数据进行比较，验证戴维南定理。 四．实验设备 1．直流稳压电源 一台； 2．直流毫伏表（TS-B-02） 一只； 3．直流电压表（TS-B-06） 一只； 4．直流电路单元板（TS-B-28） 一块； 5．检流计（或直流微安表TS-B-01） 一只； 6．十进制电阻箱 两只； 7．滑线变阻器 一只； 8．导线若干。 五．实验报告要求 回答问题：对图2，如果在补偿法测量开路电压时，将 C′与D相接，D′与C相接，能否达到测量电压UCD的目的？为什么？