实验五 戴维南定理验证和有源一端口网络的研究

实验五 戴维南定理验证和有源一端口网络的研究

一． 实验目的

1． 用实验方法验证戴维南定理

2． 掌握有源一端口网络的开路电压和入端等效电阻的测定方法，并了解各种

测量方法的特点

3． 证实有源一端口网络输出最大功率的条件

二． 实验原理与说明 1． 戴维南定理

2． 开路电压的测定方法 （1） 直接测量法 补偿法

3． 入端等效电阻Ri的测定方法

（1） 外加电源法 开路短路法 （2） 半偏法

4． 最大功率传输定理 如前所述，一个实际电源或一个线性有源一端口网络，不管它内部具体电路如何，都可以等效化简为理想电压源Us和一个电阻Ri的串联支路。当负载RL与电源内阻Ri相等时，负载RL可获得最大功率，即 RMAX?IRL?电路的效率为：

22US?RL2US ?4Ri?Ri?RL?2I2RL ??2×100% = 50%

I?Ri?RL?

三． 实验设备

名称 数量 型号 1． 直流稳压电源 1台 0~30V可调 2． 直流数字电压电流表 1台

3． 电阻 10只 10?*2 51?*1 100?*3

150?*2 160?*1 220?*1 330?*1

4． 短接桥和连接导线 若干 P8-1和50148 5． 实验用9孔插件方板 1块 297mm ×300mm

四． 实验步骤

1． 测量有源一端口网络的开路电压UOC和入端等效电阻Ri

按图5-9的有源一端口网络接法，取Us = 25V，R1=150?，R2 = R3 =100?，参照实验原理与说明，自已选定测量开路电压和入端等效电阻的方法，将测量结果记录下来。

UOC=____10V___；ISC=___62.7 mA__；Ri=_____159.49_?____；

2． 测定有源一端口网络的外特性

在图5-9有源一端口网络的A、B端上，依次按表5-1中各RL的值取电阻作为负载电阻RL，测量相应的端电压U和电流I，记入表5-1中。 3． 测定戴维南等效电源的外特性

按图5-10接线，图中UOC和Ri为图5-9中有源一端口网络的开路电压和等效电阻，UOC从直流稳压电源取得，Ri从电阻中取一个近似的得到。在A、B端接上另一电阻作为负载电阻RL，RL分别取表5-1中所列的各值，测量相应的端电压U和电流I，记入表5-1中。

表5-1 有源一端口网络及等效电路外特性实验数据

负载电阻RL（?） 有 源 一 端 网 络 戴维U（V） I（mA） P= 短路 51 100 3.9 38.0 150 4.8 32.1 160 4.9 31.0 220 5.8 26.3 330 6.7 20.5 开路 9.9 0 0 9.9 RL=Ri= ( 159.0 ) ? 4.9 30.6 0.149 5.3 0 2.4 62.9 46.9 0 0 I2RL0.112 0.148 0.154 0.152 0.152 0.137 2.6 4.0 5.0 5.3 6.2 7.0 （W） U（V） 南 I（mA） 62.4 50.2 40.5 34.0 32.9 27.6 21.4 0 等 效 P=I2RL0 0.130 0.162 0.17 0.173 0.171 0.150 0 电 （W） 源 4． 计算表5-1中负载功率P。

5． 根据表5-1中的数据绘制有源一端口网络的伏安特性曲线，并绘制功率

随电流I变化的曲线。

U(V) P(w)

0 I(A) I(A)

五． 注意事项

33.3 0.176 P

0

B端和A'、 若采用图5-4的补偿法测量有源一端口网络的开路电压，应使A、

B'端电压的极性一致，电压的数值接近相等，才能接通电路进行测量，否则会

使电流过大而击毁检流计。

六． 分析与讨论

1． 根据图5-9中已给定的有源一端口网络参数，计算出开路电压UOC等效电

阻Ri实验中参考。

2． 若含源一端口网络不允许短路，如何用其他方法测出其等效电阻Ri？ 3． 根据表5-1中各电压和电流的值可得出什么结论？

4． 从实验步骤5中得出的P(I)曲线中得出最大功率传输的条件是什么？

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9j5r.html