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[!--downpath--]电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定东莞学院信息科学与技术大学江西省南昌市实验时间地点：2014佛山学院东学校实验中心C103实验目的：把握检测有源二端网路等效参数的通常技巧。实验原理：任何一个线性含源网路，倘若仅研究其中一条大道的电流和电压，则可将电路的其余部份看作是一个有源二端网路（或称为含源一端口网路）。戴维宁定律强调：任何一个线性有源网路，总可以用一个等效电流源来取代，次电流源的电动势ES于这个有源二端网路的开路电流UOC，其等效电阻R0等于该网路中所有独立源都置零（理想电流源漏电，理想电压源开路）时的等效内阻。UOC和R0称为有源二端网路的等效参数。有源二端网路等效参数的检测方式（1）开路电流法、短路电压法在有源二端网路输出端开路时，用电流表直接测其输出端的开路电流UOC，之后再用电压表直接接到输出端测其漏电电压ISC，则电阻R0=UOC/ISC。（2）伏安法用电流表、电流表测出有源二端网路的外特点如图所示。依据外特点曲线求出斜率tan，则电阻R0=tan=ΔU/ΔI=UOC/ISC。
伏安法主要检测开路电流及电压为额定值IN时的输出端电流UN，则电阻R0=(UOC-UN)/IN。若二端网路的电阻值很低时，则不宜测其漏电电压。电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定（3）半电流法如图所示，当负载电流为被测网路开路电流一半时，负载内阻RL即为被测有源二端网路的等效电阻在检测具有高电阻有源二端网路的开路电流时，用电流表进行直接检测会导致较大的偏差，为了去除电流表电阻的影响，采用零示检测法，如图所示。示零法原理是用一低电阻稳压电始于被测有源二端网路进行比较，当稳压电源的输出电流与有源二端网路的开路电流相等时电阻的测量方法有几种，电流表的读数将为0，之后将电路断掉，检测此时稳压电源的输出电流，即为被测有源二端网路的开路电流。实验设备：可调直流稳压电源0~30V可调直流0-200mA可调内阻箱0-99999.9Ω电位器1kΩ/1WDGJ-03电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定开路电流、短路电压用开路电流、短路电压法测定被测有源二端网路的等效参数UOC、ISC和R0。按图接入稳压电源ES和可变内阻RL，测定UOC和R0。测定项SC（mA）数据16.9732.4523.765负载实验按图在输出端接入可调变阻箱，改变RL的值，检测有源二端网路的外特点。
.8714.4413.4411.128.266.162.711.480.920.012I（mA）0.1914.76.611.116.520.627.229.530.532.3验证戴维宁定律如图，用一只1KΩ的电位器，将其电阻调整到等于步骤1所得的等效内阻R0之值，之后令其于直流稳压电源（输出电流调到步骤1时所测得的开路电流Uoc之值）相串联，仿造步骤2测其外特点，对戴维宁定律进行验证。.8814.4313.4111.098.236.202.731.490.920.00I（mA）0.194.876.7911.2216.6320.827.429.730.732.5电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定测定有源二端网路等效内阻（又称入端内阻）的其他方式将被测有源网路内的所有独立源置零（电流源去除，用一小段导线取代，电压源断掉），之后用直接用万用表内阻档去检测除去RL后得到输出端两点间的内阻，即被测网路的等效电阻R0。数字万用表直接测得R5505.1用半电流法测被测网路的等效电阻首先根据步骤1测其开路电流，之后估算出开路电流的一半。
接出来按图联接实验设备，不断调整内阻箱电阻，使电流表读数为开路电流的一半，记录下此时的内阻箱接入点路的电阻。开路时电流表读数U（V）16.95开路电流的一半U8.475内阻箱电阻R（Ω）5326电流表读数U8.498.418.468.488.475.2零示法测开路电流电流按图联接实验设备，不断调整稳压电源的电流，使电流表的示数尽可能接近0，此时稳压电源的电流即被测网路的路段电流。稳压电源U17.217.117.016.916.816.7电流表读数U（V）-0.269-0.100-0.0160.0940.1650.283电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定理论估算过程及数值如下网孔法估算开路电流：令R4、ES、R3、R1围合成网孔1，电压为I1，方向为；令R1、IS、R2围合成网孔2，电压为I2，方向为。可列多项式组：(R4+R3+R1)I1-R1I2-ES=0；(R1+R2)I2-R1I1-UIS=0；I2=-IS；UOC=R3I1+R1(I1-I2)-R2I2。UOC=17.00V。网孔法估算漏电电压：令R4、ES、R3、R1围合成网孔1，电压为I1，方向为；令R1、IS、R2围合成网孔2，电压为I2，方向为；令R3、IS围合成网孔3，电压为I3，方向为IS的参考方向。
可列多项式组：(R4+R3+R1)I1-R1I2-R3I3-ES=0；(R1+R2)I2-R1I1-UIS=0；R3I3-R3I1+UIS=0；IS=I3-I2；ISC=I3。ISC=32.70mA。综上估算可得UOC=17.00V，ISC=32.70mA，R0=519.88Ω。估算实验1、4、5测得数值与理论估算的相对偏差开路电流UOC（V）等效电阻R0（Ω）理论估算数值17.00519.88实验1测得数值16.97523.765实验1相对偏差0.18%0.75%实验4测得等效电阻数值550实验4测得等效内相对偏差5.79%实验5半压法测等效电阻526实验5半压法测等效电阻相对偏差1.18%实验5零示法测开路电流16.7实验5半压法测开路电流相对偏差1.76%得出的推论：开路电流漏电电压法、等效电阻法、半压法、零示法均与理论值相差在5%以内，均才能有效测得等效电阻及开路电流。借助开路电流、短路电压法测得的开路电流和等效电阻较确切。偏差剖析：可能戴维宁电路实验线路板的内部电阻与电路图电阻有一定误差。电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定按照实验2、实验3勾画伏安特点曲线：实验2：负载实验伏安特点曲线实验3：验证戴维宁定律伏安特点曲线253035Load101214161820101520253035's电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定负载实验所得伏安特点曲线与验证戴维宁电路伏安特点曲线基本相同，偏差均在1%以内，可以认定戴维宁定律正确。
按照最小二加法拟合一次线性多项式，负载实验电路的开路电流为32.32V，等效电阻为523.84Ω；戴维宁等效电路的开路电流为32.54V，等效电阻为R=521.28Ω，戴维宁等效电路与负载实验电路的开路电流、等效带电阻相对偏差均在1%以内，可以验证戴维宁定律的正确性。注意事项：步骤4中，电源置零时不可将稳压源短接；用万用水表直接检测R0时，网路内的独立电源必须先置零，以免毁坏万用水表，其次，欧姆档必须调零后再进行检测；改接线路时，要关掉电源。思索题：在戴维宁等效电路中电阻的测量方法有几种，做漏电实验，测ISC的条件是哪些？在本实验中能否直接作负载漏电实验？实验前对线路进行预先估算，便于调整试验线路及检测时刻确切地选定万用表的阻值。答：在戴维宁等效电路中，要保证电阻的电阻足够大，电压不会过大，可以做漏电实验；负载实验不可直接做漏电实验，由于负载的电阻未知，直接做漏电实验可能毁坏实验仪器，甚至引起电路安全车祸。实验前对线路进行预先估算结果为UOC=17.00V，ISC=32.70mA，R0=519.88Ω。具体估算步骤详见实验报告中“实验结果及数据处理”部分。说明测有源二端网路开路电流及等效电阻的几种方式，并比较其异同点。
答：开路电流漏电电压法：检测便捷，然而当电阻较小时不宜直接检测漏电电压；伏安法：检测的结果具有较高的确切性，然而检测重复较多，比较冗长；半点压法：检测便捷，然而确切性不高，且受内阻箱的精确度限制；零示法：检测的确切性较高，适宜高电阻有源电路，并且检测步骤较冗长；万用表直接检测法：检测便捷，然而确切性不高，且对于不可拆卸电源的电路难以检测。原始数据：电路理论基础实验报告实验五戴维宁定律——有源二端网路等效参数的测定附加实验（将实验1的电压源反接或电流源反接后再度进行实验1）