有源二端网络等效参数的测量实验报告.doc

实验3.3 有源二端网络等效参数的测量一、 实验目的（1） 掌握有源二端网络的戴维南等效电路2） 验证戴维南定理，加深对该定理的理解3） 掌握测量有源二端网络等效参数测量的方法4） 了解负载获得最大传输功率的条件二、 实验仪器1台直流稳压电源、1块数字万用表、1块直流毫安表、电工试验箱三、实验原理1.有源二端网络任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络有源二端网络包含线性电阻、独立电源和受控源2.戴维南等效电路及电路参数戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势US等于这个有源二端网络的开路电压UOC，其等效电阻RO等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻戴维南等效电阻如下图所示，电路参数为UOC(US)和ROUOC0ISC△U△IAB有源二端网络N外电路外电路NRO+-UOC3.有源二端网络等效电阻RO的测量方法:（1）伏安法测RO用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示根据外特性曲线求出斜率tg,则电阻为RO=tg=（2）半电压法4.负载获得最大功率的条件下图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型,RO可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，RL为可变负载电阻，负载RL上消耗的功率P可由下式表示：当RL=0或RL=时，电源输送给负载的功率均为零。

而以不同的RL值代入上式，则可求得不同的P值，其中必有一个RL值，是负载能从电源处获得最大的功率I+—+—RORL图1根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式的RL为自变量，P为应变量，并使,即可求得最大功率传输的条件即RL=RO当满足RL=RO时，负载从电源获得的最大功率为US这时，称此电路处于“匹配”状态四、实验步骤及数据（一）伏安法测量戴维南等效电路参数（1）实验电路入图2所示2）调节直流稳压电源，使输出电压U1=12V，并保持不变3）将负载RL开路，测网络a、b两端的开路电压UOC，记录4）将负载RL短路，测该支路短路电流ISC，记录数据5）连接负载RL，按表中的要求改变负载RL，测得RL为不同阻值时所对应得Uab和I，记录数据6）利用表中数据，画出有源二端网络N伏安特性曲线,利用伏安法求RO.（7）根据开路电压UOC与负载RO得到有源二端网络N的戴维南等效电路R1R2RLR3I+——200Ω200Ω100ΩNUab图2mA短路1002002704706001000开路(V)2.003.103.504.184.605.106.00(mA)20.015.012.59.07.05.00.0由图可得，RO=200Ω，UOC=6VI’+——Ua’b’RLRO=200ΩUOC=6V有源二端网络N的戴维南等效电路图3mA（二）伏安法验证戴维南定理（1）实验电路如图3所示的有源二端网络N的戴维南等效电路，按图接线。

2）调节稳压电源，使输出电压为UOC，串联电阻数值为RO3）按表改变RL，测量不同数值RL所对应的Ua’b’、I’,记录结果4）根据2个表绘出伏安法特性曲线，进行比较验证戴维南定理最大负载功率条件:(1)根据表2，计算出负载获得的功率P=Ua’b’I’2）根据实验结果，画出P-RL曲线，说明负载获得最大功率的条件短路1002002704706001000开路RO=200Ω2.003.023.404.204.525.016.0320.115.012.79.07.55.00.040.245.343.1837.833.925.050.0（三）设计一个实验验证诺顿定理1）测量诺顿等效电路参数R1R2RLR3I+——200Ω200Ω100ΩNUabmA（1）测量上图所示电路的短路电流I2）测量上图所示电路的开路电压U3）根据半电压法，调动滑动变阻器，当电压为U的一半时，将RL从电路断开，用万用表测量其阻值，此时RL的阻值就是等效电路RO的阻值4）将滑动变阻器RL换为定值电阻RL’,改变RL’，测得为不同阻值时所对应的和，记录数据，画出伏安特性曲线5）根据短路电流I与RO得到有源二端网络N的诺顿等效电路。

短路1002002704706001000开路RO= Ω,I= mA2）伏安法验证诺顿定理I’+——Ua’b’RLRO= ΩI= mA有源二端网络N的诺顿等效电路mA（1）实验电路如上图所示的有源二端网络N的诺顿等效电路2）调节恒流源，使其输出电流为I，并联电阻RO3）改变RL的电阻，测量测得为不同阻值时所对应的的’和，记录数据，画出伏安特性曲线4）比较2条伏安特性曲线，验证诺顿定理短路1002002704706001000开路。