直流電路的戴維南等效和諾頓等效
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/b>
1、驗(yàn)證戴維南定理和諾頓定理;
2、驗(yàn)證電壓源與電流源相互進(jìn)行等效轉(zhuǎn)換的條件;
3、了解實(shí)驗(yàn)時(shí)電源的非理想狀態(tài)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
二、原理說(shuō)明
任何一個(gè)線性網(wǎng)絡(luò),如果只研究其中一條支路的電壓和電流,則可將電路的其余部分看作是一個(gè)含源的一端口網(wǎng)絡(luò)。這時(shí)可用一個(gè)等效電壓源來(lái)代替其對(duì)外部電路的作用,該電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓,其等效內(nèi)阻等于這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)中各電源均為零時(shí)的無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的入端電阻,這個(gè)結(jié)論就是戴維南定理。
如果這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)用等效電流源來(lái)代替,其等效電流就等于這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)的短路電流 ,其等效內(nèi)電導(dǎo)等于這個(gè)含源一端口網(wǎng)絡(luò)各電源均為零時(shí)的無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的入端電導(dǎo),這個(gè)結(jié)論就是諾頓定理。
三、實(shí)驗(yàn)任務(wù)
圖6.6.1
本實(shí)驗(yàn)使用圖6.6.1所示的線性網(wǎng)絡(luò)來(lái)驗(yàn)證這兩個(gè)定理。
請(qǐng)注意:在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)負(fù)載電阻R小于某一個(gè)數(shù)值后,電路將發(fā)生變化,這主要是由于實(shí)際電源在使用時(shí)超出了其規(guī)定的正常工作范圍,而導(dǎo)致電路出現(xiàn)異常。
1、按圖6.6.1接線,改變可調(diào)電阻R,測(cè)量UAB和IR的關(guān)系曲線,數(shù)據(jù)記入表6.6.1中。特別注意要測(cè)出R=∞及R=0時(shí)的電壓和電流。
表6.6.1
R (Ω) |
0 |
100 |
300 |
500 |
800 |
1000 |
3000 |
∞ |
UAB (V) |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
IR (mA) |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
2、測(cè)量無(wú)源一端口網(wǎng)絡(luò)的入端電阻。將電流源開(kāi)路,同時(shí)將電壓源短路,再將負(fù)載電阻開(kāi)路,用伏安法或直接用萬(wàn)用表測(cè)量A、B兩點(diǎn)間的電阻,即為該網(wǎng)絡(luò)的入端電阻RAB= 。
3、將A、B兩端左側(cè)電路做戴維南等效(請(qǐng)繪制等效電路圖),重復(fù)測(cè)量UAB和IR的關(guān)系曲線,數(shù)據(jù)表格自擬,并與任務(wù)1所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證戴維南定理。
4、將A、B兩端左側(cè)電路做諾頓等效(請(qǐng)繪制等效電路圖),重復(fù)測(cè)量UAB和IR的關(guān)系曲線,數(shù)據(jù)表格自擬,并與任務(wù)1所測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,驗(yàn)證諾頓定理。
四、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
1、數(shù)字萬(wàn)用表
2、電工綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)
3、DG07多功能網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)組件
五、預(yù)習(xí)思考及注意事項(xiàng)
1、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中直流穩(wěn)壓源不能短路,直流穩(wěn)流源不能開(kāi)路,而且電源只能向外提供功率而不能吸收功率,以免損壞設(shè)備。
2、戴維南定理和諾頓定理的使用條件是什么?
3、在驗(yàn)證戴維南定理時(shí),如果電源內(nèi)阻不能忽略,實(shí)驗(yàn)該如何進(jìn)行?
4、計(jì)算戴維南等效和諾頓等效各參數(shù)的理論值。
5、本實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)負(fù)載電阻R小于某一數(shù)值后,電路將發(fā)生變化。試計(jì)算這一阻值,并解釋這一現(xiàn)象。
六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1、比較等效參數(shù),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證戴維南和諾頓定理;
2、繪制并比較等效前后的電壓電流關(guān)系曲線;
3、分析電源內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響及消除方法。
評(píng)論
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