1、精選優質文檔-傾情為你奉上實驗3.3 有源二端網絡等效參數的測量一、 實驗目的（1） 掌握有源二端網絡的戴維南等效電路。（2） 驗證戴維南定理，加深對該定理的理解。（3） 掌握測量有源二端網絡等效參數測量的方法。（4） 了解負載獲得最大傳輸功率的條件。二、 實驗儀器1臺直流穩壓電源、1塊數字萬用表、1塊直流毫安表、電工試驗箱三、實驗原理1.有源二端網絡任何一個線性含源網絡，如果僅研究其中一個支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看做是一個有源二端網絡。有源二端網絡包含線性電阻、獨立電源和受控源。2.戴維南等效電路及電路參數戴維南定理指出：任何一個線性有源二端網絡，總可以用一個電壓源與一個電阻的

2、串聯來等效代替，此電壓源的電動勢US等于這個有源二端網絡的開路電壓UOC，其等效電阻RO等于該網絡中所有獨立源均置零時的等效電阻。戴維南等效電阻如下圖所示，電路參數為UOC(US)和RO。UOC0ISCUIAB有源二端網絡N外電路外電路NRO+-UOC3.有源二端網絡等效電阻RO的測量方法:（1）伏安法測RO用電壓表、電流表測出有源二端網絡的外特性曲線，如圖所示。根據外特性曲線求出斜率tg,則電阻為RO=tg=（2）半電壓法4.負載獲得最大功率的條件下圖1可視為由一個電源向負載輸送電能的模型,RO可視為電源內阻和傳輸線路電阻的總和，RL為可變負載電阻，負載RL上消耗的功率P可由下式表示：當RL

3、=0或RL=時，電源輸送給負載的功率均為零。而以不同的RL值代入上式，則可求得不同的P值，其中必有一個RL值，是負載能從電源處獲得最大的功率。I+RORL圖1根據數學求最大值的方法，令負載功率表達式的RL為自變量，P為應變量，并使,即可求得最大功率傳輸的條件。即RL=RO當滿足RL=RO時，負載從電源獲得的最大功率為US這時，稱此電路處于“匹配”狀態。四、實驗步驟及數據（一）伏安法測量戴維南等效電路參數（1）實驗電路入圖2所示。（2）調節直流穩壓電源，使輸出電壓U1=12V，并保持不變。（3）將負載RL開路，測網絡a、b兩端的開路電壓UOC，記錄。（4）將負載RL短路，測該支路短路電流ISC，

4、記錄數據。（5）連接負載RL，按表中的要求改變負載RL，測得RL為不同阻值時所對應得Uab和I，記錄數據。（6）利用表中數據，畫出有源二端網絡N伏安特性曲線,利用伏安法求RO.（7）根據開路電壓UOC與負載RO得到有源二端網絡N的戴維南等效電路。R1R2RLR3I+200200100NUab圖2mA短路1002002704706001000開路(V)2.003.103.504.184.605.106.00(mA)20.015.012.59.07.05.00.0由圖可得，RO=200，UOC=6VI+UabRLRO=200UOC=6V有源二端網絡N的戴維南等效電路圖3mA（二）伏安法驗證戴維南定

5、理（1）實驗電路如圖3所示的有源二端網絡N的戴維南等效電路，按圖接線。（2）調節穩壓電源，使輸出電壓為UOC，串聯電阻數值為RO。（3）按表改變RL，測量不同數值RL所對應的Uab、I,記錄結果。（4）根據2個表繪出伏安法特性曲線，進行比較驗證戴維南定理。最大負載功率條件:(1)根據表2，計算出負載獲得的功率P=UabI。（2）根據實驗結果，畫出P-RL曲線，說明負載獲得最大功率的條件。短路1002002704706001000開路RO=2002.003.023.404.204.525.016.0320.115.012.79.07.55.00.040.245.343.1837.833.925.

6、050.0（三）設計一個實驗驗證諾頓定理1）測量諾頓等效電路參數R1R2RLR3I+200200100NUabmA（1）測量上圖所示電路的短路電流I。（2）測量上圖所示電路的開路電壓U。（3）根據半電壓法，調動滑動變阻器，當電壓為U的一半時，將RL從電路斷開，用萬用表測量其阻值，此時RL的阻值就是等效電路RO的阻值。（4）將滑動變阻器RL換為定值電阻RL,改變RL，測得為不同阻值時所對應的和，記錄數據，畫出伏安特性曲線。（5）根據短路電流I與RO得到有源二端網絡N的諾頓等效電路。短路1002002704706001000開路RO= ,I= mA2）伏安法驗證諾頓定理I+UabRLRO= I= mA有源二端網絡N的諾頓等效電路mA（1）實驗電路如上圖所示的有源二端網絡N的諾頓等效電路。（2）調節恒流源，使其輸出電流為I，并聯電