實驗二戴維寧定理和諾頓定理的驗證──有源二端網絡等效參數的測定一、實驗目的1.驗證戴維寧定理和諾頓定理的正確性，加深對該定理的理解。2.掌握測量有源二端網絡等效參數的一般方法。二、原理說明1.任何一個線性含源網絡，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其余部分看作是一個有源二端網絡（或稱為含源一端口網絡）。戴維寧定理指出：任何一個線性有源網絡，總可以用一個電壓源與一個電阻的串聯來等效代替，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，其等效內阻R0等于該網絡中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短接，理想電流源視為開路）時的等效電阻。諾頓定理指出：任何一個線性有源網絡，總可以用一個電流源與一個電阻的并聯組合來等效代替，此電流源的電流Is等于這個有源二端網絡的短路電流ISC，其等效內阻R0定義同戴維南定理。Uoc（Us）和R0或者ISC（IS）和R0稱為有源二端網絡的等效參數。2.有源二端網絡等效參數的測量方法(1)開路電壓、短路電流法測R0在有源二端網絡輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓Uoc，然后再將其輸出端短路，用電流表測其短路電流Isc，則等效內阻為UocR0＝──Isc如果二端網絡的內阻很小，若將其輸出端口短路圖5-1則易損壞其內部元件，因此不宜用此法。(2)伏安法測R0用電壓表、電流表測出有源二端網絡的外特性曲線，如圖5-1所示。根據外特性曲線求出斜率tgφ，則內阻△UUocR0＝tgφ＝──＝──。△IIsc也可以先測量開路電壓Uoc，圖5-2Uoc－UN則內阻為R0＝────。IN(3)半電壓法測R0如圖5-2所示，當負載電壓為被測網絡開路電壓的一半時，負載電阻（由電阻箱的讀數確定）即為被測有源二端網絡的等效內阻值。(4)零示法測UOC圖5-3在測量具有高內阻有源二端網絡的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內阻的影響，往往采用零示測量法，如圖5-3所示.。零示法測量原理是用一低內阻的穩壓電源與被測有源二端網絡進行比較，當穩壓電源的輸出電壓與有源二端網絡的開路電壓相等時，電壓表的讀數將為“0”。然后將電路斷開，測量此時穩壓電源的輸出電壓，即為被測有源二端網絡的開路電壓。三、實驗設備序號名稱型號與規格數量備注1可調直流穩壓電源0～30V12可調直流恒流源0～500mA13直流數字電壓表0～300V14直流數字毫安表0～500mA15萬用表1自備6可調電阻箱0～99999.9Ω1HE-197電位器1K/2W1HE-118戴維寧定理實驗電路板1HE-12四、實驗內容被測有源二端網絡如圖5-4(a)。(a)圖5-4(b)Uoc(v)Isc(mA)R0=Uoc/Isc(Ω)17.032.5523.11.用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的Uoc、R0和諾頓等效電路的ISC、R0。按圖5-4(a)接入穩壓電源Us=12V和恒流源Is=10mA，不接入RL。測出UOc和Isc,并計算出R0。（測UOC時，不接入mA表。）2.負載實驗按圖5-4(a)接入RL。改變RL阻值，測量有源二端網絡的外特性曲線。RL（Ω）03020051010002000∞U（v）00.924.758.4011.1513.4717I（mA）32.530.823.416.411.16.703.驗證戴維寧定理：從電阻箱上取得按步驟“1”所得的等效電阻R0之值，然后令其與直流穩壓電源（調到步驟“1”時所測得的開路電壓Uoc之值）相串聯，如圖5-4(b)所示，仿照步驟“2”RL（Ω）03020051010002000∞U（v）00.924.758.4111.1513.4617I（mA）32.530.823.416.411.16.70五、實驗注意事項1.測量時應注意電流表量程的更換。2.改接線路時，要關掉電源。六、預習思考題1.在求戴維南或諾頓等效電路時，作短路試驗，測ISC的條件是什么？在本實驗中可否直接作負載短路實驗？請實驗前對線路5-4(a)預先作好計算，以便調整實驗線路及測量時可準確地選取電表的量程。2.說明測有源二端網絡開路電壓及等效內阻的幾種方法，并比較其優缺點。七、實驗報告1.根據步驟2、3、4，分