實驗一直流網路定理
一、實驗目的
1、驗證線性電路疊加原理的正確性，加深對線性電路的疊加性和齊次性的認識和理解。
2、驗證戴維南定理的正確性，加深對該定理的理解。
3、掌握測量線性有源二端網路等效引數的一般方法。
二、原理說明
1、疊加原理指出：在有多個獨立源共同作用下的線性電路中，通過每乙個元件的電流或其兩端的電壓，可以看成是由每乙個獨立源單獨作用時在該元件上所產生的電流或電壓的代數和。
2、線性電路的齊次性是指當激勵訊號（某獨立源的值）增加或減小k 倍時，電路的響應（即在電路中各電阻元件上所建立的電流和電壓值）也將增加或減小k倍。
3、任何乙個線性含源網路，如果僅研究其中一條支路的電壓和電流，則可將電路的其餘部分看作是乙個有源二端網路（或稱為含源一埠網路）。
4、戴維南定理指出：任何乙個線性有源網路，總可以用乙個電壓源與乙個電阻的串聯來等效代替，此電壓源的電動勢us等於這個有源二端網路的開路電壓uoc， 其等效內阻r0等於該網路中所有獨立源均置零（理想電壓源視為短路，理想電流源視為開路）時的等效電阻。uoc（us）和r0或者isc（is）和r0稱為有源二端網路的等效引數。
有源二端網路等效引數的測量方法如下：
(1) 開路電壓、短路電流法測等效電阻r0
在有源二端網路輸出端開路時，用電壓表直接測其輸出端的開路電壓uoc，然後再將其輸出端短路，用電流錶測其短路電流isc，則等效內阻為
uocr0＝ ──
isc如果二端網路的內阻很小，若將其輸出埠
短路則易損壞其內部元件，因此不是所有的電路
都宜用此法圖1-1
(2) 伏安法測r0
用電壓表、電流錶測出有源網路的
外特性曲線，如圖1-1所示。根據外特
性曲線求出斜率tgφ，則內阻
u uoc
r0＝tg圖1-2
i isc
也可以先測量開路電壓uoc，
再測量電流為額定值in時的輸出
uoc－un
端電壓值un，則內阻為 r0＝──── 。
in (3) 半電壓法測r0
如圖1-2所示，當負載電壓為被測網路開圖1-3
路電壓的一半時，負載電阻（由電阻箱的讀數確定）即為被測有源二端網路的等效內阻值。
(4) 零示法測uoc
在測量具有高內阻有源二端網路的開路電壓時，用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內阻的影響，往往採用零示測量法，如圖1-3所示.。
零示法測量原理是用一低內阻的穩壓電源與被測有源二端網路進行比較，當穩壓電源的輸出電壓與有源二端網路的開路電壓相等時，電壓表的讀數將為「0」。然後將電路斷開，測量此時穩壓電源的輸出電壓， 即為被測有源二端網路的開路電壓。
三、實驗裝置
四、預習思考題
1. 在疊加原理實驗中，要令u1、u2分別單獨作用，應如何操作？可否直接將不作用的電源（u1或u2）短接置零？
2. 在疊加原理實驗電路中，若有乙個電阻器改為二極體，試問疊加原理的迭加性與齊次性還成立嗎？為什麼？
3．在求戴維南等效電路時，作短路試驗，測isc的條件是什麼？在本實驗中可否直接作負載短路實驗？請實驗前對線路1-5(a)預先作好計算，以便調整實驗線路及測量時可準確地選取電表的量程。
4. 說明測有源二端網路開路電壓及等效內阻的幾種方法， 並比較其優缺點。
五、實驗注意事項
1. 用電流插頭測量各支路電流時，或者用電壓表測量電壓降時，應注意儀表的極性，儀表預設紅色插孔為正極性端、黑色為負極性端、正確判斷測得值的＋、－號後，記入資料**。
2. 測量時應先估算電流的大小，注意電流錶量程的更換。
3. 改接線路時，要關掉電源。
六、實驗步驟
1. 疊加原理實驗
實驗線路如圖1-4所示，用dgj-03掛箱的「基爾夫定律/疊加原理」線路。（注意k3撥向電阻側）
圖1-4
（1）將兩路穩壓源的輸出分別調節為ua=12v和ub=6v，用連線線接入u1和u2插孔處.
（2） 令u1電源單獨作用（即將開關k1投向u1側，開關k2投向短路側，此時u2雖有電壓，但已與測試電路完全斷開，而b、c兩點已被短接）。用直流數字電壓表測量各電阻元件兩端的電壓，用毫安表（接電流插頭）測量各支路電流測量資料記入表1-1。
（3）令u2電源單獨作用（將開關k1投向短路側，開關k2投向u2側，此時u1雖有電壓，但已與測試電路完全斷開，而f、e兩點已被短接），重複實驗步驟2的測量和記錄，資料記入表1-1。
（4） 令u1和u2共同作用（開關k1和k2分別投向u1和u2側）， 重複上述的測量和記錄，資料記入表1-1。
（5） 將u2的數值調至＋12v，重複上述第3項的測量並記錄，資料記入表1-1。
表 1-1
2.戴維南定理實驗
被測有源二端網路如圖1-5(a)。
a圖1-5b)
（1） 用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路的r0。
把戴維南定理實驗電路板dgj-05按圖1-5(a)所示接入穩壓電源us=12v和恆流源is=10ma，rl處不接入任何電阻。分別測出uoc和isc,並計算出r0。（注測uoc時，不接入毫安表。
）（2） 負載實驗
按圖1-5(a)接入可調電阻箱作為可變電阻rl。改變rl阻值，測量有源二端網路的外特性曲線u=f（i），記入下表。
（3） 構建等效電路驗證戴維南定理：從可調電阻上取得按步驟「1」所得的等效電阻r0之值， 然後令其與直流穩壓電源（調到步驟「1」時所測得的開路電壓uoc之值）相串聯，用連線線連出如圖1-5(b)所示的電路，仿照步驟「2」測其外特性，記入下表。根據測得的資料對比步驟「2」所測資料對戴氏定理進行驗證。
七、實驗報告要求
1. 回答預習思考題。
2．根據資料表1，驗證所測電壓及電流是否符合線性電路的疊加性與齊次性。
3. 在疊加原理實驗中，各電阻器所消耗的功率能否用疊加原理計算得出？ 試用實驗資料，進行計算並作出結論。
4．在戴維南定理實驗中，根據步驟2、3的測量結果，在同一座標紙上繪出外特性曲線，驗證戴維南定理的正確性，並分析產生誤差的原因。
5．心得體會及其它。
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