戴维南定理的验证.ppt

2019/9/18,长江大学 龙从玉,1,1.1、熟悉直流稳压电源、数字万用表及实验箱的使用。 1.2、掌握有源二端电路等效参数的伏安法、半压法和零示法等典型测量方法。 1.3、验证戴维南定理。,2.1、实验仪器设备 1） SS3323直流稳压电源 1台 （或 SS1972F型） 2） UA58型数字万用表 1 块 3）电路实验箱 1台 4）精密电位器 2支、各种电阻若干。,2、实验仪器设备及其使用简介,1、实验目的,一、戴维南定理的验证,图-1 UT58数字万用表,2019/9/18,长江大学 龙从玉,2,1）直流电压的测量 将黑表笔插COM孔，红表笔插V/孔。 将功能旋钮置于直流电压V段合适量程，将两测试笔跨接到待测电路上。 直接读取测量电压值 。 *若仅显示“1. ”表示过量程，应换更大的量程。*若显示电压值前有“”号，则表笔接极性接反了。,2）电阻的测量 将黑表笔插COM孔，红表笔插V/孔。 将功能旋钮置于电阻量程段合适量程，将两测试笔跨接到待测电阻上。 直接读出显示的测量电阻值！ *若测量时仅显示 “1. ”表示过量程，应换更大的量程。*两表笔开路会显示过量程！,开关,锁定,功能旋钮,2.2、数字万用表的使用,UT58数字万用表面板中有开关键、功能转换旋钮与锁定键。如图-1。,2019/9/18,3,电源开关,输出1,输出2,电压 旋钮,电流 旋钮,电压显示,显示选择,电流显示,电压 旋钮,电流 旋钮,CH2跟踪CH1按键,电压显示,显示选择,电流显示,输出3,按下跟踪键，CH1为主动可调电源，CH2电源跟踪CH1，两电源串联使用提高输出电压；并联使用扩大输出电流。,2.4、SS1972F直流稳压电源使用说明 图- 3,2019/9/18,3,长江大学 龙从玉,戴 维 南 电 路,2019/9/18,长江大学 龙从玉,4,戴维南定理：任何线性有源二端电路都可以用一个电压源与电阻串联的等效电路代换，其中电压源U大小就是有源二端电路的开路电压UOC；等效内电阻R大小是有源二端电路除去电源的等效电阻RO 。,图- 4 戴维南定理示意图,3.1 、戴维南定理 任何线性有源二端电路的外特性，都可用该电路的端电压与端口电流的伏安特性曲线来表示。,3、实验原理,戴维南 定理的验证,2019/9/18,长江大学 龙从玉,5,2）开路电压、短路电流法：分别测量二端电路端口开路电压UOC，测量端口短路电流ISC。 则等效电阻：RO =U/I =UOC/ISC，如图-5。,图-5 有源二端网络伏安特性曲线,3.2、线性有源二端电路等效参数的测量方法,1）伏安法测量电路内阻RO：在改变外接电阻的状态下，测量二端电路端口的外特性曲线-伏安曲线如图-5，此特性曲线的斜率tan=U/I 为此电路内阻RO 即：RO=U/I 。,事实上，开路电压法与短路电流法是取伏安曲线上的两个特殊测量点。 短路法的使用前，应了解电路的特性，防止短路对内电路的损坏。,2019/9/18,长江大学 龙从玉,6,4）零示法测量UOC：调节与单口网络并联的可调电源电压，使二者的电压差V=0，测量相应UL值，UL=UOC。如图-7。 零示法通常用来测量高内阻或小电流网络端口电压。,3） 半压法测量RO：调节二端电路端口所外接电阻值RL，使 UL =UOC/2，测量相应的RL 值，则RO=RL，如图-5。半压法是最常用的电路内阻测量法。,3.3、线性有源二端电路等效参数的测量方法,UL=UOC/2 RL =RO,图-6半压法 测输出电阻RO,有源 二端 网络,可调 电源 US,V=0,图-7 零示法 测开路电压UOC,UL,上述两种间接测量法又称替代测量法。,UOC,Uoc=Us*R3/(R1+R3)、RO=(R1R3)+R2,2019/9/18,长江大学 龙从玉,7,4.2、测量有源二端电路的伏安特性：改变RL阻值，测量二端电路端口电压与电流，记录在表-2中，根据测量数据作有源二端电路的伏安特性曲线。,有 源 二 端 电 路,4、实验内容与实验步骤,4.1、用万用表测量图-8中电阻值。 用开路电压与半压法，测量二端电路等效参数。记录在表-1中。,2019/9/18,长江大学 龙从玉,8,4.3、测量戴维南等效电路的伏安特性,图-9 戴维南电路伏安特性实验图,用 U=Uoc的电压源和 R=RO的等效电阻构成的戴维南等效电路如图-9。 改变外电阻RL的大小，测量戴维南等效电路的端口电压与电流，记录在表-3中。 根据测量数据作出戴维南等效电路的伏安特性曲线。 注意:Uoc是有源二端网络的开路电压，不是有源二端网络的实际电源电压Us!,比较有源二端电路的伏安特性曲线与戴维南等效电路的伏安特性曲线。验证戴维南定理。,戴 维 南 电 路,右下角元件展示区,5.1、半压法测量有源二端网络等效电阻时，先调负载电阻RL ，使U=Uoc/2，再用电阻档测出此时的电阻RL=Ro 5.2、戴维南等效电路的电压源U要用有源二端电路的开路电压Uoc ，不可用有源二端网络内的实际电源电压Us!,2019/9/18,长江大学 龙从玉,9,6V,电源 开关,附、模拟电路实验箱中直流电源接法,电源开关,输出开关,5、实验操作提示与注意事项,b,a,2019/9/18,长江大学 龙从玉,10,6、实验报告要求,6.1、根据步骤分别绘出有源二端电路与戴维南等效电路的外特性曲线，验证戴维南定理的正确性，并分析产生误差