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[!--downpath--]電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定東莞學院信息科學與技術大學江西省南昌市實驗時間地點：2014佛山學院東學校實驗中心C103實驗目的：把握檢測有源二端網路等效參數的通常技巧。實驗原理：任何一個線性含源網路，倘若僅研究其中一條大道的電流和電壓，則可將電路的其余部份看作是一個有源二端網路（或稱為含源一端口網路）。戴維寧定律強調：任何一個線性有源網路，總可以用一個等效電流源來取代，次電流源的電動勢ES于這個有源二端網路的開路電流UOC，其等效電阻R0等于該網路中所有獨立源都置零（理想電流源漏電，理想電壓源開路）時的等效內阻。UOC和R0稱為有源二端網路的等效參數。有源二端網路等效參數的檢測方式（1）開路電流法、短路電壓法在有源二端網路輸出端開路時，用電流表直接測其輸出端的開路電流UOC，之后再用電壓表直接接到輸出端測其漏電電壓ISC，則電阻R0=UOC/ISC。（2）伏安法用電流表、電流表測出有源二端網路的外特點如圖所示。依據外特點曲線求出斜率tan，則電阻R0=tan=ΔU/ΔI=UOC/ISC。
伏安法主要檢測開路電流及電壓為額定值IN時的輸出端電流UN，則電阻R0=(UOC-UN)/IN。若二端網路的電阻值很低時，則不宜測其漏電電壓。電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定（3）半電流法如圖所示，當負載電流為被測網路開路電流一半時，負載內阻RL即為被測有源二端網路的等效電阻在檢測具有高電阻有源二端網路的開路電流時，用電流表進行直接檢測會導致較大的偏差，為了去除電流表電阻的影響，采用零示檢測法，如圖所示。示零法原理是用一低電阻穩壓電始于被測有源二端網路進行比較，當穩壓電源的輸出電流與有源二端網路的開路電流相等時電阻的測量方法有幾種，電流表的讀數將為0，之后將電路斷掉，檢測此時穩壓電源的輸出電流，即為被測有源二端網路的開路電流。實驗設備：可調直流穩壓電源0~30V可調直流0-200mA可調內阻箱0-99999.9Ω電位器1kΩ/1WDGJ-03電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定開路電流、短路電壓用開路電流、短路電壓法測定被測有源二端網路的等效參數UOC、ISC和R0。按圖接入穩壓電源ES和可變內阻RL，測定UOC和R0。測定項SC（mA）數據16.9732.4523.765負載實驗按圖在輸出端接入可調變阻箱，改變RL的值，檢測有源二端網路的外特點。
.8714.4413.4411.128.266.162.711.480.920.012I（mA）0.1914.76.611.116.520.627.229.530.532.3驗證戴維寧定律如圖，用一只1KΩ的電位器，將其電阻調整到等于步驟1所得的等效內阻R0之值，之后令其于直流穩壓電源（輸出電流調到步驟1時所測得的開路電流Uoc之值）相串聯，仿造步驟2測其外特點，對戴維寧定律進行驗證。.8814.4313.4111.098.236.202.731.490.920.00I（mA）0.194.876.7911.2216.6320.827.429.730.732.5電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定測定有源二端網路等效內阻（又稱入端內阻）的其他方式將被測有源網路內的所有獨立源置零（電流源去除，用一小段導線取代，電壓源斷掉），之后用直接用萬用表內阻檔去檢測除去RL后得到輸出端兩點間的內阻，即被測網路的等效電阻R0。數字萬用表直接測得R5505.1用半電流法測被測網路的等效電阻首先根據步驟1測其開路電流，之后估算出開路電流的一半。
接出來按圖聯接實驗設備，不斷調整內阻箱電阻，使電流表讀數為開路電流的一半，記錄下此時的內阻箱接入點路的電阻。開路時電流表讀數U（V）16.95開路電流的一半U8.475內阻箱電阻R（Ω）5326電流表讀數U8.498.418.468.488.475.2零示法測開路電流電流按圖聯接實驗設備，不斷調整穩壓電源的電流，使電流表的示數盡可能接近0，此時穩壓電源的電流即被測網路的路段電流。穩壓電源U17.217.117.016.916.816.7電流表讀數U（V）-0.269-0.100-0.0160.0940.1650.283電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定理論估算過程及數值如下網孔法估算開路電流：令R4、ES、R3、R1圍合成網孔1，電壓為I1，方向為；令R1、IS、R2圍合成網孔2，電壓為I2，方向為。可列多項式組：(R4+R3+R1)I1-R1I2-ES=0；(R1+R2)I2-R1I1-UIS=0；I2=-IS；UOC=R3I1+R1(I1-I2)-R2I2。UOC=17.00V。網孔法估算漏電電壓：令R4、ES、R3、R1圍合成網孔1，電壓為I1，方向為；令R1、IS、R2圍合成網孔2，電壓為I2，方向為；令R3、IS圍合成網孔3，電壓為I3，方向為IS的參考方向。
可列多項式組：(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。綜上估算可得UOC=17.00V，ISC=32.70mA，R0=519.88Ω。估算實驗1、4、5測得數值與理論估算的相對偏差開路電流UOC（V）等效電阻R0（Ω）理論估算數值17.00519.88實驗1測得數值16.97523.765實驗1相對偏差0.18%0.75%實驗4測得等效電阻數值550實驗4測得等效內相對偏差5.79%實驗5半壓法測等效電阻526實驗5半壓法測等效電阻相對偏差1.18%實驗5零示法測開路電流16.7實驗5半壓法測開路電流相對偏差1.76%得出的推論：開路電流漏電電壓法、等效電阻法、半壓法、零示法均與理論值相差在5%以內，均才能有效測得等效電阻及開路電流。借助開路電流、短路電壓法測得的開路電流和等效電阻較確切。偏差剖析：可能戴維寧電路實驗線路板的內部電阻與電路圖電阻有一定誤差。電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定按照實驗2、實驗3勾畫伏安特點曲線：實驗2：負載實驗伏安特點曲線實驗3：驗證戴維寧定律伏安特點曲線253035Load101214161820101520253035's電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定負載實驗所得伏安特點曲線與驗證戴維寧電路伏安特點曲線基本相同，偏差均在1%以內，可以認定戴維寧定律正確。
按照最小二加法擬合一次線性多項式，負載實驗電路的開路電流為32.32V，等效電阻為523.84Ω；戴維寧等效電路的開路電流為32.54V，等效電阻為R=521.28Ω，戴維寧等效電路與負載實驗電路的開路電流、等效帶電阻相對偏差均在1%以內，可以驗證戴維寧定律的正確性。注意事項：步驟4中，電源置零時不可將穩壓源短接；用萬用水表直接檢測R0時，網路內的獨立電源必須先置零，以免毀壞萬用水表，其次，歐姆檔必須調零后再進行檢測；改接線路時，要關掉電源。思索題：在戴維寧等效電路中電阻的測量方法有幾種，做漏電實驗，測ISC的條件是哪些？在本實驗中能否直接作負載漏電實驗？實驗前對線路進行預先估算，便于調整試驗線路及檢測時刻確切地選定萬用表的阻值。答：在戴維寧等效電路中，要保證電阻的電阻足夠大，電壓不會過大，可以做漏電實驗；負載實驗不可直接做漏電實驗，由于負載的電阻未知，直接做漏電實驗可能毀壞實驗儀器，甚至引起電路安全車禍。實驗前對線路進行預先估算結果為UOC=17.00V，ISC=32.70mA，R0=519.88Ω。具體估算步驟詳見實驗報告中“實驗結果及數據處理”部分。說明測有源二端網路開路電流及等效電阻的幾種方式，并比較其異同點。
答：開路電流漏電電壓法：檢測便捷，然而當電阻較小時不宜直接檢測漏電電壓；伏安法：檢測的結果具有較高的確切性，然而檢測重復較多，比較冗長；半點壓法：檢測便捷，然而確切性不高，且受內阻箱的精確度限制；零示法：檢測的確切性較高，適宜高電阻有源電路，并且檢測步驟較冗長；萬用表直接檢測法：檢測便捷，然而確切性不高，且對于不可拆卸電源的電路難以檢測。原始數據：電路理論基礎實驗報告實驗五戴維寧定律——有源二端網路等效參數的測定附加實驗（將實驗1的電壓源反接或電流源反接后再度進行實驗1）