实验四 戴维南定理和诺顿定理实验 一、实验目的 1．通过实验验证戴维南定理和诺顿定理，加深对等效电路概念的理解。 2．掌握测量含源二端网络等效参数的一般方法。 二、实验原理 1．戴维南定理和诺顿定理： 戴维南定理：任何一个含源二端网络如图5－1（a），总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替如图5－1（b），其中：电压源US等于这个含源二端网络C、D两端的开路电压UOC, 内阻RS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Ri（入端电阻）。 诺顿定理：任何一个含源二端网络如图5－1（a），总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源来代替如图5－1（c），其中：电流源IS等于这个含源二端网络C、D两端短路后的短路电流ISC, 内阻RS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Ri（入端电阻）。 US、RS和IS、RS称为有源二端网络的等效参数。 用等效电路替代含源二端网络的等效性，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．含源二端网络等效参数的测量方法 采用开路电压、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：RSUOC。 ISC入端等效电阻Ri （即RS），可根据含源二端网络除源（电压源短路，电流源开路，保留内阻）后的无源网络通过计算机求得，也可通过实验的办法得出 。 三、实验设备 1．直流数字电压表、直流数字电流表各1只； 14 2．直流稳压电源（恒压源双路0～30V可调）1台； 3．电流源（恒源流0～200mA可调）1台； 4．EEL－51N单元板1块； 5．EEL－53单元板1块； 6．ZX21旋转式电阻箱1只； 7．低压导线若干。 四、实验内容和步骤 本实验在EEL－53单元板上进行，被测含源二端网络如图5－2所示。 1．测量含源而端网络的等效参数 在图5－2所示线路接入恒压源US＝20V和恒流源IS＝30mA。 测开路电压UOC：在图5－2电路中，断开负载RL（S1开关置上，S2开关置右），用电压表测量开路电压UOC，将数据记入表5－1中。 测短路电流ISＣ：在图5－2电路中，将S1开关置下，用电流表测量短路电流ISＣ，将数据记入表5－1中，计算被测含源二端网络的等效内阻Rs。 表5－1 Uoc (V) Isc (mA) Rs = Uoc/Isc（Ω） 2．测量含源二端网络的外特性 在图5－2电路中， S1开关置上，S2开关置右，在C、D两点接负载电阻RL（使用ZX21旋转式电阻箱）。改变负载电阻RL的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表5－2中。 表5－2 RL () U (V) I (mA) 0 200 400 600 800 1K 开路 3．验证戴维南定理 测量有源二端网络等效电压源的外特性：按图5－3连接电路，图中，电压源US用恒压源的可调稳压输出端，调整到表5－1中的UOC数值，内阻RS按表5－1中计算出来的RS（取整）选取固定电阻（接EEL-51N上的十进电阻箱调得）。按表5－3改变负载电阻RL （使用ZX21旋转式电阻箱）的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表5－3中。 15 表5－3含源二端网络等效电压源的外特性数据 RL () U (V) I (mA) 0 200 400 600 800 1K 开路 4．验证诺顿定理 测量有源二端网络等效电流源的外特性：按图5－4连接电路，恒流源调整到表5－1中的ISC数值，内阻RS按表5－1中计算出来的RS（取整）选取固定电阻（接EEL-51N上的十进电阻箱调得）。按表5－4改变负载电阻RL （使用ZX21旋转式电阻箱）的阻值，逐点测量对应的电压、电流，将数据记入表5－4中。 表5－4有源二端网络等效电流源的外特性数据 RL () U (V) I (mA) 0 200 400 600 800 1K 开路 五、实验注意事项 1．测量时，注意电流表量程的更换。 2．改接线路时，要关掉电源。 六、实验报告要求 1．根据表5-2，5-3和5-4的测量数据，在同一直角坐标系中画出含源二端网络和各等效网络的外性曲线。 2．验证戴维南定理和诺顿定理。 3．思考题：请画出图5－2的含源二端网络除源后C、D两端的等效电路图（去除AB支路），求出该网络的等效电阻值RS=RCD=？。 16 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/6e876167cc84b9d528ea81c758f5f61fb736289d.html