戴维宁定理和有源二端网络等效参数的测定
电信132班33张世东
【实验目的】
1.验证戴维宁定理的正确性。
2.掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
【实验设备和材料】
1.KHDL-1型电路实验箱。 2.MF-500型万用表。 3.数字万用表。
【实验原理】
1．任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，次电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源都置零（理想电压源短路，理想电流源开路）时的等效电阻。Uoc和Ro称为有源二端网络的等效参数。
2.有源二端网络等效参数的测量方法
（1）开路电压法、短路电流法（二端网络内阻很低时，不宜采用此法）
在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc，然后再用电流表直接接到输出端测其短路电流Isc，则内阻为:
R0?UOC
ISC （2）伏安法
用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。根据外特性曲线求出斜率tanΦ，则内阻为：
R0?tanΦ?ΔUUOC ?ΔIISC
(3)半电压法
如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻RL即为被测有
源二端网络的等效内阻值。
【实验内容】
1.用开路电压、短路电流法则测戴维宁等效电路的
UOC和
R
0
:
实验电路KHDL-1型电路试验箱左侧”戴维宁定理“框内，如图1所示。
（1）电压U直接取自试验箱下方+12V电源；将数字万用表红表笔插入电流表”+“孔，黑表笔插入”a“孔，数字万用表置直流20V档，打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察将数字万用表电压数据UOC记入表1中。
（2）关闭KHDL-1型电路实验箱各相关电源开关，将实验箱下方直流数字哈南表（20mA）代替数字万用表位置，打开KHDL-1型电路试验箱各相关电源开关，观察并将直流数字毫安表数据
ISC记入表1中。
（3）根据表1数据计算有源二端网络电路的内阻，将它填入表中。
UOC（V） ISC（mA) UOC(Ω) ?R0ISC4.06V 11.48mA 354Ω 表1
2.有源二端网络电路的负载外特性的测试:
（1）实验电路参考图1:“a”,“b”两孔用导线连通，直流数字毫安表（20mA档）仍串入电流表位置；用数字万用表直流20V档并接在负载电阻两端测电压；负载电阻用试验箱右下角可变电阻，先测
RL=0时的电压和电流，然后再接入负载电阻并按表2要求逐渐改变负
载电阻阻值，将测得的电压和电流填入表2中。
RL(k0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∞ 0 2.99 3.44 3.63 3.73 3.79 3.84 3.87 3.89 3.91 3.93 1.73 1.22 0.94 0.76 0.64 0.55 Ω) U(V) 0 I（mA） 11.47 3.02 0.47 0.43 0.39 4.07 表2
（2）根据表2数据画出有源二端电路的负载外特性曲线。
3.验证戴维宁定理：
（1）参阅表1的数据，在KHDL-1型电路实验箱上搭建如图2所示实验电路。其中：UOC用实验箱下方直流稳压电源，将“输出粗调”置0~10V档，先将数字万用表（直流20V档）插入“0~30V”插孔内，调“输出细调”使其显示为UOC值，然后接入电路；“戴维宁定理”框内1k电位器，先用数字万用表（欧姆2k档）调准表用实验箱上的的直流数字毫安表（20mA档）串入电路；负载电阻变电阻；电压表数字万用表（直流20V档）并联在负载电阻
R
0
用试验箱
R
L0
再接入电路；电流
R用实验箱右下角可
RL两端测电压、
（2）打开实验箱各相关电源开关，按表3要求测量，将数据域表2相比较，验证戴维宁定理的正确性。
RL0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∞ （kΩ） U（V） 0 2.94 3.41 3.60 3.71 3.87 3.82 3.85 3.88 3.90 3.91 4.06 I(mA） 10.81 2.97 1.72 1.21 0.93 0.76 0.64 0.55 0.49 0.43 0.39 0 表3
4.用万用表直接测量有源二端昂罗的内阻：
将实验箱“戴维宁定理”框内电压源
US断开，在原先
US位置用导线连接，再用数字万
用表（欧姆2k档）直接插入图2中电流表“+”孔和“a”孔，测出二段网络的内阻。
内阻为：334Ω
【思考题】
1.给一线性有源一端口网络在不测ISC和UOC的情况下，如何用实验方法求的其等效参数？ 答：
2.实际电压源于实际电流源等效变换的条件是什么？所谓“等效”是对谁而言？电压源和电流源能否等效变换？
答：所谓‘等效’是对电路及电路运行产生相同作用而言。可以等效变换。
3.在什么情况下才可以用欧姆表测量有源二端网络的等效电阻？ 答：在有源网络断电且电容器件完全放电的前提下，才可测其等效电阻。
4.说明测有源二段网络开路电压及等效内阻的几种方法，并比较其优缺点。
答：开路电压，墩路电流法、伏安法、半电压法、零示法