《电路原理》

实   验   报   告

实验时间：20##/4/26         

一、实验目的

       1. 验证戴维宁定理

       2. 测定线性有源一端口网络的外特性和戴维宁等效电路的外特性。

二、实验原理

戴维宁定理指出：任何一个线性有源一端口网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压，其电阻（又称等效内阻）等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻，见图2-1。

图2-1                              图2-2

1. 开路电压的测量方法

方法一：直接测量法。当有源二端网络的等效内阻与电压表的内阻相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。

方法二：补偿法。其测量电路如图2-2所示，为高精度的标准电压源，为标准分压电阻箱，为高灵敏度的检流计。调节电阻箱的分压比，、两端的电压随之改变，当时，流过检流计的电流为零，因此

式中为电阻箱的分压比。根据标准电压和分压比就可求得开路电压，因为电路平衡时，不消耗电能，所以此法测量精度较高。

2. 等效电阻的测量方法

对于已知的线性有源一端口网络，其入端等效电阻可以从原网络计算得出，也可以通过实验测出，下面介绍几种测量方法：

…… …… 余下全文

实验二   验证戴维宁定理                        

一、实验设计的目的                                                    

1．用实验验证戴维宁定理，加深对该定理的理解。                     

2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、实验仪器的选择

    XST-1电工技术实验台和实验仪器挂箱

三、实验原理

戴维宁定理：任何一个有源二端线性网络，都可以用一个电动势为E的理想电压源和内阻R₀串联的电源来等效代替。等效电源的电动势E就是有源二端网络的开路电压U₀；等效电源

…… …… 余下全文

实验二：戴维宁定理的验证

一．实验目的：

(1)    用实验来验证戴维宁定理，加深戴维宁定理的理解；

(2)    学习直流仪器仪表的测量方法。

二．实验原理：

任何一个线性网络，如果只研究其中的一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作一个含源一端口网络，而任何一个线性含源一端口网络对外部电路的作用，可用一个等效电压源来代替，该电压源的电动势E，等于这个含源一端口网络的开路电压U_oc，其等效内阻R_s等于这个含源一端口网络中各电源均为零时(电压源短路，电流源断开)无源一端口网络的入端电阻R，这个结论就是戴维宁定理。

三．实验内容及步骤：

(1)    按图(1)接线，改变负载电阻R，测量出U_AB和I_R的数值，特别注意要测量出R=∞及R=0时的电压和电流，填写下表：

                    图(1)                              图(2) 

(2)    测量无源一端口网络的入端电阻。将电流源去掉(开路)，电压源去掉(去除用导线短接)，再将负载电阻开路，测量AB两端的电阻R_AB，该电阻即为网络的入端电阻。

…… …… 余下全文

实验二、戴维宁定理实验（有源二端网络等效参数的测定）

一、实验目的　

验证戴维宁定理的正确性，加深对该定理的理解；掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法．　

二、实验器材

电工技术实验箱（ＤＪＢ－Ｉ型）

三、实验原理与说明

１、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源端口网络）．

戴维宁定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源代替，此电压源的电动势Ｅs等于这个有源二端网络的开路商业Ｕoc，其等效内阻Ro　等于该网络中所有独立源均置零（理想商业源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻．

２、有源二端网络等效参数的测量法

（1）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　，然后再将其输出短路，用电流表测其短路电流Isc　，则内阻为

（2）伏安法：用电压表，电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示，根据外特性曲线求出斜率，则内阻为

用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值I_N时的输出端电压值U_N　，则内阻为

若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流．

***（3）半电压法

如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值．

***（4）零示法

在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图3-3所示：

零测量法原理是一低内阻的稳压电源与被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等是，电压表的读数将为＂０＂，然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压．

四、实验步骤和内容

１、电压，短路电流法测定戴维宁等效电路的Uoc　和Ro。按图3-4（a）线路接入稳压电源Us　及可变电阻箱R_L　，断开Ｋ，测量开路电压Uoc。

…… …… 余下全文

实验三   戴维宁定理

一、实验目的

1、  验证戴维宁定理的正确性，加深对该定理的理解。

2、  测定线性有源一端口网络的外特性和戴维宁等效电路的外特性。

二、实验原理

1、任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维宁定理指出：任何一个线性有源网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压，其电阻（又称等效内阻）等于网络中所有独立源置零时的输入端等效电阻，见图3－1。

     

2、有源二端网络等效参数的测量方法

（1）开路电压、短路电流法

在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测出其输出端的开路电压Uoc，然后再将其输出端短路，用电流表测量其短路电流Isc，则等效电阻为

 

这种方法适用于ab端等效电阻较大，而短路电流不超过额定值的情形，否则有损坏电源的危险。

（2）两次电压测量法

测量电路如图3-2，3-3所示，第一次测量ab端的开路，第二次在ab端接一已知电阻（负载电阻），测量此时a，b端的负载电压U，则a，b端的等效电阻为：

图3-2                                      图3-3

…… …… 余下全文

实验四 叠加定理和戴维宁定理

叠加定理和戴维宁定理是分析电阻性电路的重要定理。

一、实验目的

1. 通过实验证明叠加定理和戴维宁定理。

2. 学会用几种方法测量电源内阻和端电压。

3. 通过实验证明负载上获得最大功率的条件。

二、实验仪器

直流稳压电源、数字万用表、导线、430/1000/630/680/830欧的电阻、可变电阻箱等。

三、实验原理

1．叠加定理：在由两个或两个以上的独立电源作用的线性电路中，任何一条支路中的电流（或电压)，都可以看成是由电路中的各个电源（电压源和电流源）分别作用时，在此支路中所产生的电流（或电压）的代数和。

2．戴维宁定理：对于任意一个线性有源二端网络，可用一个电压源及其内阻RS的串联组合来代替。电压源的电压为该网络N的开路电压uOC；内阻RS等于该网络N中所有理想电源为零时，从网络两端看进去的电阻。

3．最大功率传输定理：在电子电路中，接在电源输出端或接在有源二端网络两端的负载RL，获得的功率为

当RL=R0时

四、实验内容步骤

1．叠加定理的验证

根据图a联接好电路，分别测定E1单独作用时，E2单独作用时和E1、E2共同作用时电路中的电流I1，I2，I3。同时，判定电流实际方向与参考方向。测量数据填入表4-1中。

2. 戴维宁定理的验证

根据图b联接好电路，测定该电路即原始网络的伏安特性IRL=f（URL）。依次改变可变电阻箱RL分别为1KΩ、1.2KΩ、1.6KΩ、2.24KΩ、3KΩ、4KΩ、5KΩ，然后依次测量出对应RL上的电流和电压大小，填入表4-2中。并绘制其伏安曲线。然后，计算其对应功率。

含源网络等效U0,R0的测定方法：a.含源消源直测法；b.开压短流测量法：U0,Is,R0=U0/Is。根据上述两种方法之一测出U0，R0，从而将图b的电路可以等效成图c。测定等效网络的伏安特性IRL=f（URL）。

…… …… 余下全文

实验二设计实验戴维宁定理的研究

一、实验目的

1. 验证戴维宁定理，加深对等效概念的理解。

2. 学习线性有源二端网络等效电路参数的测试方法。

3. 学习减小仪表内阻对测量结果影响的实验方法。

二、实验原理与说明

（1）戴维宁定理指出：任何一个线性有源二端电阻网络，对外电路来说，可以用电压源和电阻的串联组合支路等效。电压源的电压等于原来有源二端网络的开路电压;而电阻等于原来有源二端网络中所有独立电源置零时的输入电阻

（2）戴维宁定理的使用条件是被等效的有源二端网络必须是线性的。通过测量有源二端网络的端口福安特性曲线，如图2-2-15所示，可以判别有源二端网络是否为线性。

（3）开路电压的测量方法：

①用高内阻直流电压表直接测量。一般工程测量中认为若电压表内阻是被测电阻的一百倍以上，则电压表为高内阻表。

②补偿电压法。先用直流电压表粗侧有源二端网络的开路电压，然后用一直流电压源和分压器组合得到可调电压，接线如图2-2-16所示。将可调电压调制稍大于二端网络的粗侧开路电压值，利用试测法不断改变可调电压，直至毫安表（或检流计）读书为零，此时电压表读数基本消除了电压表内阻对网络开路电压的影响。

③负载电阻两值法。按图2-2-17接线，改变负载电阻值两次，分别测得两组电压电流值和，则开路电压为

                                  (2-2-3)

（4）有源二端网络等效电阻的测量方法：

①开路短路法。测量有源二端网络的开路电压和短路电流；为减少电流表内阻等效电阻对测量结果的影响，可采用补偿法测短路电流，如图2-2-18所示电路。不断改变电阻，即可调补偿电流大小，直至毫伏表读数为零，此时电流表读数基本消除了电流表内阻对网络短路电流的影响。应当注意如果因短路电流过大可能损坏网络内部器件时，不能用此方法。

…… …… 余下全文