戴维南定理的验证培训模板课件.ppt

1、1、验证戴维南定理，通过实验加深对等效概念的理解。验证戴维南定理，通过实验加深对等效概念的理解。实验一、戴维南定理的验证实验一、戴维南定理的验证一、实验目的：一、实验目的：2、验证有源一端口网络的最大功率输出条件。验证有源一端口网络的最大功率输出条件。二、实验原理二、实验原理1对任一线性含源一端口网络对任一线性含源一端口网络Ns，如图（，如图（a）根据戴）根据戴维南定理，可以用图维南定理，可以用图(b)所示的电路来等效代。所示的电路来等效代。(a)A RL(1K200)mA10mAUs12Vv+_BR1 330R3 510 R2 510R410RoUOCmA(b)(b)二、实验原理 1对任一线

2、性含源一端口网络Ns，如图1-1（a）根据戴维南定理，可以用图1-1(b)所示的电路来等效替代；根据诺顿定理，可以用图1-2所示的电路来等效替代。其等效条件是：Uoc是含源一端口网络A、B两端的开路电压，电阻Req是把含源一端口网络的全部独立电源置零后的输入电阻，称为戴维南等效电阻。Isc是含源一端口网络A、B两端的短路电流。这里所谓的等效，是指含源一端口网络被等效电路替代后，对端口的外电路应该没有影响，即外电路中的电流和电压仍保持替代前的数值不变。A RL(1K200)mA10mAUs12Vv+_BR1 330R3 510 R2 510R410(a)RoUOCmARL(b)U U2 2BA1

3、0mA R1 330R3 510R4 10R2 510ISI2I1CBAR3 510R4 10R2 51012 V12(330 510)11.8610 330 510ABU 等效计算（表1）叠加法121314211113412103301085052010850SIIIIRIRIRRIRRRII分流法：求分流法：求I1I2UCB=5.1VR4两端电压两端电压 34433010100.048505.10.045.1411.865.141710 840510520108401732.69520CBABABABOOCOUVUUUVUUUVRUmAR SI34433010100.048505.1 0.

4、045.1411.865.141710 840510520108401732.69520CBABABABOOCOUVUUUVUUUVRUmAR SI开路电压：开路电压：等效电阻：等效电阻：短路电流：短路电流：这里所谓的等效，是指含源一端口网络被等效电路替代后，对端口的外电路应该没有影响，即外电路中的电流和电压仍保持替代前的数值不变。2戴维南等效电阻Req的实验测定法（1）测量含源一端口网络的开路电压Uoc（用数字万用表）和短路电流Isc，则戴维南等效电阻。（2）将含源一端口网络内所有电压源的电压和电流源的电流变为零，即把含源一端口络化为无源一端口网络。然后在这无源一端口网络的端口处，外加一个电

5、压Us，测量端口的电流I，则戴维南等效电路的输入电阻。0OCSCURISeqURI 3 最大功率输出：改变含源一端口网络的负载RL，它从含源一端口网络获得的功率是不同的，当负载RL等于含源一端口网络的戴维南等效电阻Reg时，它获得最大功率。Le gO Ce gSRRURI 把称为最大功率输出条件。我们可在不同负载 RL 时，测量负载电流I，由公式P=RLI2计算负载吸收的功率，然后作P-RL曲线，验证此条件。三、实验设备三、实验设备序号序号名名 称称量程范围量程范围数量数量备数备数1 1可调直流稳压电源可调直流稳压电源0-30V0-30V1 12 2直流恒流源直流恒流源0-30mA0-30mA

6、1 13 3直流数字电压表直流数字电压表1 14 4直流数字毫安表直流数字毫安表1 15 5万用电表万用电表1 16 6可调电阻箱可调电阻箱0-9999990-9999991 1DGJ-05DGJ-057 7电位器电位器1k1k1 1DGJ-05DGJ-058 8戴维南定理实验戴维南定理实验1 1DGJ-05DGJ-05四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤（1）计算开路电压Uoc、短路电流Is、等效电阻Ro、各值记入表1中。（2）将图1(a)中电压源短路，电流源开路、用万用电表的欧姆挡从A、B两点测出等效电阻Ro记入表2中。（3）将可调直流恒流源调节到最小，按图1（a）中要求接入电流源处，然后

7、将可调直流恒流源调节到10mA，再将直流稳压电源的电压调节到12V，按图1(a)中要求接入电源处，用直流数字电压表20V挡位从A、B两点测出电路的开路电压Uoc，用直流数字毫安表200mA挡位从A、B两点测出电路的短路电流Is，并将测出的电流、电压数值填在表2中。表1计算值 表2测量值 UoC IsRoUoCIsRo（4）测量有源两端网络的外特性：按图1(a)所示接线调 节可变电位器RL，改变RL的值，使电流等于表3中电流各值时分别从A、B两点测出其电压值填在表3中。表表3外特性值外特性值U(V)U(V)I(mA)I(mA)10101515202025253030（5）用开路电压Uoc与等效电阻R0的串联并和负载相联接如图1(b)所示，调节RL可变电位器，改变RL的值使电流等于表4中电流各值时分别从啊A、B两点测出其电压值填在表4中，将表3与表4中数据比较并验证戴维南定理。表4等效电路外特性值U(V)U(V)I(mA)I(mA)10101515202025253030五、实验报告五、实验报告1、比较预习实验及实验步骤（1）中的计算值Uoc、Is、R0与实测值Uoc、Is、R0，是否符合理论计算？2、根据表3、4数据绘制U=f（I）外特性曲线并分析比较。3、绘制功率曲线P=f（R），证明最大功率的匹配条件。