一、实验内容及步骤
1、戴维宁定理的验证
(1)测定有源二端网络的伏安特性
实验电路如图5-2所示,图中RL为可变电阻箱,a﹑b以左为被测有源二端网络。接通电源后调节电阻箱RL的数值分别为表5-1中所列各值,记录相应的电流于表5-1中,计算各种负载下所获得的功率。

图5-2
RL( Ω) | 600 | 800 | 1K | 1.2K | 1.5K | 2K | 3K |
I(mA) | |||||||
P(W) |
表5-1
(2)测量有源二端网络的戴维宁等效电路参数:
Uoc(V) | I1(mA) | Rs1(Ω) | Isc(mA) | Rs2(Ω) | UL1(V) | Rs3(Ω) | Rs(Ω) |
表5-2
①测量ab两端的开路电压Uoc:
方法:直接测量法。当有源二端网络的等效内阻RS和电压表的内阻r相比可以忽略不计时,可以直接用电压表测量开路电压。本实验中有源二端网络的等效内阻约为1.2KΩ左右,电压表的灵敏度为100kΩ每伏,若电压表量程选用10V档,电压表的内阻Rr=1兆Ω,远远大于网络的内阻r。,故可以直接用电压表测量开路电压Uoc。

图 5-3
②测量有源二端网络的等效内阻Rs
方法一:将有源二端网络中独立源去掉,在ab端施加U=12V电压,测量ab支路的电流I1,则等效内阻。如图5-4所示。
(5-5)

图5-4
实际的电压源和电流源都具有一定的内阻,它并不能与电源本身分开。因此,在去掉电源的同时,电源的内阻也去掉了而不能保留下来,这将影响测量精度。因而这种方法适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。
方法二:开路短路法。如图5-5测量ab端的开路电压Uoc及短路电流Isc则等效电阻RS这种方法适用于ab 端等效电阻r。较大而且短路电流不超过额定值的情况下,否则有损坏电源的危险。
(5-6)

图 5-5
方法三:两次电压测量法。测量电路如图5-6 所示。第一次测量ab开路电压Uoc;然后在ab端接一已知电阻RL1 =1kΩ,第二次测量ab端电压UL1,则ab端的等效电阻为:
(5-7)

图5-6
(2)利用上述测得的Uoc 和RS组成有源二端网络的戴维宁等效电路,并与负载电阻RL 相接,如图5-7所示。测量流过在等效电路图中的负载电阻RL的电流I,与表5-2中相对应的电流相比较,借以证明戴维宁定理的正确性。

图5-7
RL( Ω) | 600 | 800 | 1K | 1.2K | 1.5K | 2K | 3K |
I,(mA) |
表5-6
最大功率传输:利用表5-1中数据绘制功率变化曲线P=f(R),证明最大功率匹配的条件是RS= RL。
二、实验设备
1、870B电工技术实训考核装置
2、基本定律实验挂箱
3、数字万用表
三、实验报告
1、根据实验数据验证戴维宁定理。
2、绘制功率传输曲线P=f(R),证明最大功率匹配条件。
3、总结本次实验的收获、结论。
4、回答思考题
(1)在求解戴维宁等效参数时,作为短路试验,测量短路电流Isc的条件是什么?
(2)比较测定含源二端网络的等效电阻的几种方法优缺点?

