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实验四戴XX定理、实验目的
1、验证戴XX定理
2、测定线性有源一端口网络的外特性和戴XX等效电路的外特性。
二、实验原理戴XX定理指出:任何一个线性有源一端口网络,对于外电路而言,总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替,理想电压源的电玉等于原一端口的开路电压Uoc,其电阻(又称等效内阻)等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻Req,见图41。图41图42所示,E为高精度的标准电压源,R为标准分压电阻箱,G为高灵敏度的检流计。调节电阻箱的分压比,c、d两端的电压随之改变,当UcdUab时,流过检流计G的电流为零,因此UabUcdR2/(R1 R2)EKE式中KR2/(R1 R2)为电阻箱的分压比。根据标准电压E和分压比K就可求得开路电压Uab,因为电路平衡时Ig0,不消耗电能,所以此法测量精度较高。
2、等效电阻Req的测量方法对于已知的线性有源一端口网络,其入端等效电Req可以从原网络计算得出,也可以通过实验测出,下面介绍几种测量方法:方法一:将有源二端网络中的独立源都去掉,在ab端外加一已知电压U,测量一端口的总电流I总则等效电阻ReqU/I总实际的电压源和电流源具有一定的内阻,它并不能与电源本身分开,因此在去掉电源的同时,也把电源的内阻去掉了,无法将电源内阻保留下来,这将影响测量精度,因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。方法二:测量ab端的开路电压Uoc及短路电流Isc则等效电阻ReqUoc/lsc这种方法适用于ab端等效电阻Req较大,而短路电流不超过额定值的情形,否则有损坏电源的危险。图41RL第三种方法克服了第一和第二种方法的缺点和局限性,在实际测量中常被采用。
3、戴XX等效电路法如果用电压等于开路电压Uoc的理想电压源与等效电阻RL相串联的电路(称为戴XX等效电路,参见图45b。、预习内容在图45(a)中设E仁10V,E26V,R仁R21KD,根据戴XX定理将AB以左的电路化简为戴XX等效电路。即计算图示虚线部分的开路电压Uoc,等效内阻Req及A、B直接短路时的短路电流Isc之值,填入自拟的表格中。
四、仪器设备
1、电路分析实验箱一台
2、直流毫安表一只
3、数字万用表一台
五、实验内容与步骤
1、用戴XX定理求支路电流I3,测定有源二端网络的开路电压Uoc等效电阻ReqUoc。按图41中。表4T项目Uoc(V)U(V)Isc(mA)Req(Q)数值取A、B两次测量的平均值作为Req(I3的计算在实验报告中完成)
2、测定有源二端网络的外特性调节电位器R4即改变负载电阻RL之值,在不同负载的情况下,测量相应的负载端电压和流过负载的电流,共取五个点将数据记入自拟的表格中。测量时注意,为了避免电表内阻的影响,测量电压U时,应将接在AC间的毫安表短路,测量电流I时,将电压表从A、B端拆除。若采用万用表进行测量,要特别注意换档。
3、测定戴XX等效电路的外特性。将另一路直流稳压电源的输出电压调节到等于实测的开路电压Uoc值,以此作为理想电压源,调节电位器R6,使R5十ReReq,并保持不变。以此作为等效内阻,将两者串联起来组成戴XX等效电路。按图45(b)接线,经检查无误后,重复上述步骤测出负载电压和负载电流,并将数据记入自拟的表格中。
六、实验报告要求
1、应用戴XX定理,根据实验数据计算R3之路的电流I3,并与计算值进行比较。
2、在同一坐标纸上作出两种情况下的外特性曲线,并作适当分析。判断戴XX定理的正确性。
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