一、实验目的: 1、验证戴维宁定理的正确性。 2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法 3、验证输出功率获得最大的条件 戴维宁定理及负载获得最大功率的条件 一、实验目的: 1、验证戴维宁定理的正确性。 2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法 3、验证输出功率获得最大的条件
二、实验原理: 1、戴维宁定理:任何一个线性含源二端网络,总可以用一个等效电压源来代替,等效电压源的电动势E0等于这个有源二端网络的开路电压U0C;其等效电阻R0等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。 所谓等值(等效)是指外部的特性而言,即在上图中a、b两端如果接相同的负载,其负载端的电流和电压也是相同的。
2、开路电压、短路电流法测量有源二端网络等效参数的方法 在有源二端网络输出端开路时,用电压表直接测量其输出端的开路电压U0C,然后再将其输出端短路,用电流表测其短路电流ISC,则其内阻为: 3、若要使负载获得最大的功率,必须使R0=RL,此时负载上的电压和电流的乘积最大,即P=UI或P=I2RL,在极个别情况下,RL = 0或RL = ∞此时,负载上的电压和电流分别为零。
U(V) ISC(mA) R0=U/ISC(Ω) 三、实验仪器: 1.万用电表 2.电阻箱 3.双路稳压电源 4.电阻 5.可调电阻 四、实验步骤: 1、用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的参数U0C和R0。 按图5—1(a)接线,将负载断开,用电压表直接测量开路电压U0C;将负载短路,测量短路电流ISC,计算R0。 U(V) ISC(mA) R0=U/ISC(Ω)
+ U0C - R0 RL U I (b) R2 510Ω R1 330Ω R3 510Ω R4 10Ω - + ES 12V mA IS 10mA (a) 图5—1
直流电流源 注:电流源在接通状态下才可调 双路可调直流电压源
注:第一个电路图用实验台上的模板,第二个电路图利用实 验台上的电路元件重新接。注意等效电压源电压为开路电压。
2、负载实验 按图5—1(a)改变RL阻值,测量有源二端网络的外特性 RL(Ω) 0 ∞ U(V) I(mA)
3、验证戴维南定理和输出功率获得最大的条件:用一只1KΩ的电位器,将其阻值调整到等于按步骤“1”所得的等效电阻R0之值,然后令其与直流稳压电源(调到步骤“1”所测得的开路电压U0C之值)相串联,按图5—1(b)接线,按步骤“2”测量其外特性。对戴氏定理进行验证。 RL(Ω) 0 R0 ∞ U(V) I(mA) P(mW)
五、实验报告 1、短路电流、开路电压法确定等效电路的方法 2、记录整理测量数据,绘出外特性曲线U═f(IL),验证戴氏定理的正确性,并分析产生误差的原因。 3、用坐标纸作P═f(RL)的曲线,说明获得最大功率的条件是什么?