戴维南定理—有源二端网络等效参数的测定 完整的实验报告（包括数据,思考题）

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戴维南定理及功率传输最大条件
一、实验目的
1、用实验方法验证戴维南定理的正确性.
2、学习线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法.
3、验证功率传输最大条件.
二、原理及说明
1、戴维南定理
任何一个线性含源一端口网络,对外部电路而言,总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替,如图3-1所示.理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压UOC,其电阻等于原网络中所有独立电源为零时入端等效电阻R0 .
2、等效电阻R0
对于已知的线性含源一端口网络,其入端等效电阻R0可以从原网络计算得出,也可以通过实验手段测出.下面介绍几种测量方法.
方法1：由戴维南定理和诺顿定理可知：
因此,只要测出含源一端口网络的开路电压UOC和短路电流ISC,R0就可得出,这种方法最简便.但是,对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时）,不能采用此法.
方法2：测出含源一端口网络的开路电压UOC以后,在端口处接一负载电阻RL,然后再测出负载电阻的端电压URL ,因为：
则入端等效电阻为：
方法3：令有源一端口网络中的所有独立电源置零,然后在端口处加一给定电压U,测得流入端口的电流I (如图3-2a所示),则：
也可以在端口处接入电流源I′,测得端口电压U′（如图3-2b所示）,则：
3、功率传输最大条件
一个含有内阻ro的电源给RL供电,其功率为：
为求得RL从电源中获得最大功率的最佳值,我们可以将功率P对RL求导,并令其导数等于零：
解得：RL=r0
得最大功率：
即：负载电阻RL从电源中获得最大功率条件是负载电阻RL等于电源内阻r0 .
三、仪器设备
电工实验装置 ：DG011 、 DY031 、 DG053
四、实验内容
1、线性含源一端口网络的外特性
按图3-3接线,改变电阻RL值,测量对应的电流和电压值,数据填在表3-1内.根据测量结果,求出对应于戴维南等效参数Uoc,Isc.
表3-1 线性含源一端口网络的外特性
RL(Ω) 0短路 100 200 300 500 700 800 ∞开路
I(mA)
U( V )
2、求等效电阻Ro
利用原理及说明2中介绍的3种方法求R.,并将结果填入表3-2中,方法（1）和方法（2）数据在表3-1中取,方法（3）实验线路如图3-4所示.
表3-2 等效电阻R0
方法 1 2 3
R0(KΩ)
R0的平均值
3、戴维南等效电路
利用图3-4构成戴维南等效电路如图3-5所示,其中U0= R0= .
测量其外特性U=f(I).将数据填在表3-3中.
表3-3 戴维南等效电路
RL(Ω) 0短路 100 200 300 500 700 800 ∞开路
I(mA)
U( V )
4、最大功率传输条件
1.根据表3-3中数据计算并绘制功率随RL变化的曲线：P=f(RL) .
2.观察P=f(RL)曲线,验证最大功率传输条件是否正确.
六、报告要求
1、 根据实验1和3测量结果,在同一张座标纸上做它们的外特性曲线U=f(I),并分析比较.
2、 完成实验内容2的要求.