验证戴维南定理的实验

一、实验目的

1．理解戴维南定理的概念；

2．进一步熟悉用万用表测量直流电压、直流电流、电阻；

3．用实验方法验证戴维南定理；

4．能根据电路图连接电路．

二、实验准备

1．0～30V的直流稳压电源2台；

2．万用表1只；

3．电阻（1kΩ，2kΩ，510Ω）各1个；

4．导线若干．

三、实验电路

实验电路分别如图14－1、图14－2、图14－3和图14－4所示．4种电路中，参数的具体选取如下：US1＝20V，US2＝6V，R1＝1kΩ，R2＝2kΩ，R3＝510Ω．

在图14－1中，虚线内的电路就是有源二端口网络；根据戴维南定理，其开路电压的测量电路如图14－2所示；因实验台稳压电源的内阻远小于电路中的电阻R1，R2，可以忽略电压源内阻对戴维南等效电阻的影响，戴维南等效电阻的测量电路如图14－3所示，即R0＝R1／／R2；通过实验得到的戴维南等效电路如图14－4所示．

在图14－1与图14－4中，若U与U′、I与I′非常接近，则图14－1与图14－4虚线框内的电路等效，即戴维南定理得到验证．

图14－1

图14－2

图14－3

图14－4

四、实验任务及步骤

1．原电路中元件R的电参数的测量．

（1）调节直流稳压电源输出电压，使US1＝20V，US2＝6V，切断稳压电源备用．

（2）按照图14－1连接电路，并检查线路是否正确．(www.xing528.com)

（3）通电初试．观察现场，若有异常（如元件发热、电表指示异常等），应立即断电并再次检查．

（4）通电初试正常后，测量R的电参数U和I，并将数据记录在表14－1中．

表14－1

2．有源二端口网络的开路电压UOC的测量．

（1）切断稳压电源后断开R，完成图14－2的连接，并检查线路是否正确．

（2）通电初试．观察现场，若有异常（如元件发热、电表指示异常等），应立即断电并再次检查．

（3）通电初试正常后，测量ab两点间的电压UOC，并将数据记录在表14－2中．

3．有源二端口网络的等效电阻R0的测量．

（1）完成图14－3的连接，并检查线路是否正确．

（2）使用万用表欧姆档，测量ab两点间的等效电阻R0，并将数据记录在表14－2中．

4．戴维南等效后，电路中R的电参数的测量．

（1）调节直流稳压电源，使输出电压为已测量的UOC值，切断稳压电源备用．

（2）按照图14－4连接电路，并检查线路是否正确．

（3）通电初试．观察现场，若有异常（如元件发热、电表指示异常等），应立即断电并再次检查．

（4）通电初试正常后，测量戴维南等效电路中R的电参数U′和I′，并将数据记录在表14－2中．

表14－2

五、实验小结

1．说明戴维南定理的内容．

2．根据本次实验数据分析，原电路中R的参数U和I与戴维南等效后电路中R的参数U′和I′有何关系？

3．在实际测量ab间等效电阻时，电路中的电压源是如何处理的？