实验14 戴维宁定理与最大功率传输定理

实 验 1.2 叠 加 定 理 与 戴 维 宁 定 理 1.加 深 对 对 叠 加 定 理 、 戴 维 宁 定 理 与 最 大 功 率 传 输定 理 的 理 解 。 一 、 实 验 目 的 2.掌 握 在 实 验 室 实 现 叠 加 定 理 和 戴 维 宁 定 理 的 分 析方 法 。 1.利 用 叠 加 定 理 求 出 教 材 P13图 1.2.1所 示 电 路 中 UAB和I AB 。 要 求 ： 在 实 验 室 完 成 UAB和 IAB的 测 试 ， 画 出 相 关 数 据 记 录 的表 格 。二 、 实 验 任 务 2.设 计 教 材 P13图 1.2.2所 示 有 源 二 端 网 络 的 等 效 电路 ， 求 出 等 效 电 路 参 数 ， 要 求 ： 3.验 证 最 大 功 率 传 输 定 理 ， 画 出 教 材 P13图 1.2.2的相 关 数 据 记 录 的 表 格 及 输 出 功 率 随 负 载 变 化 的 曲 线 。说 明 ： 仿 真 实 验 任 务 和 方 法 参 见 教 材 在 实 验 室 完 成 戴 维 宁 定 理 的 正 确 性 的 验 证 。 画 出相 关 数 据 记 录 的 表 格 和 伏 安 特 性 曲 线 。 直 流 数 显 稳 压 电 源 、 直 流 数 显 恒 流 源 、 XD03电 路 挂三 、 实 验 设 备 四 、 实 验 步 骤电 工 综 合 台 的 开 、 关 机 操 作 顺 序 及 设 备 的 使 用 方 法参 见 实 验 “ 实 验 1.1 元 件 的 伏 安 特 性 测 量 ” 的 课 件 介绍箱 、 XD06元 件 挂 箱 (十 进 制 电 阻 箱 和 R3可 调 电 阻 )、 电 流插 头 、 直 流 数 字 电 流 表 、 数 字 万 用 表 、 导 线 。 1.按 教 材 P13图 1.2.1所 示 电 路 联 接 线 路 。 将 十 进 制220电 阻 接 入 XD03电 路 挂 箱 电 路 中 的 RL处 (如 图 所 示 )。任 务 一 开 关 K置于 左 侧 ,相 当 于 负载 短 路开 关 K置 于右 侧 ， 相 当于 接 入 所 联接 的 电 阻负 载 电 阻电 流 插 座 220注 意 极 性 2. 将 直 流 数 显 稳 压 电 源 电 压 调 为 万 用 表 示 数 为 9V， 直 流数 显 恒 流 源 调 为 10m A。 将 电 流 插 头 插 入 电 流 插 座 中 ， 并 将 插 头 红 黑 引 出 线 按 极 性 联 接 至 直 流 数 字 电 流 表 。 3. 实 验 步 骤及 表 格 一 格 式 参见 教 材 P14 “1.虚拟 实 验 室 测 试法 ” 。 完 成 叠 加定 理 的 验 证 。 电 流 插 座 万 用 表 求 等 效 电 路 参 数 Ro方 法 ， 可 采 用 教材 P14 实 验 室 测 量 等 效 电 阻 Ro方 法 一 ：开 路 短 路 法 ,用 Ro=uoc/isc关 系 式 计 算 等 效 电 阻 。 即 测 出 该 网 络 的 开 路 电 压 uoc和 短 路 电 流 isc， 代 入 式子 计 算 即 可 。 实 验 室 验 证 戴 维 宁 定 理 的 思 路 是 先 找出 等 效 电 路 的 参 数 ， 然 后 再 分 别 测 量 出 有源 二 端 口 网 络 和 它 的 等 效 电 路 的 伏 安 特 性 ，对 比 两 个 特 性 曲 线 ， 即 可 得 到 验 证 结 果 。 uocRo +_等 效 电 路任 务 二 1.将 叠 加 定 理 电 路 图 中 电 源 电 压 调 至 6V， 负 载 电 阻 改接 为 R3可 调 电 阻 ， 装 置 使 用 的 具 体 方 法 参 见 “实 验 1.1 元件 的 伏 安 特 性 测 量 ”的 课 件 介 绍 。R o值 保 留 小 数 点 后 一 位 2.将 电 路 中 白 色 钮 子 开 关 置 于 左 侧 (或 用 一 根 导 线将 X1、 X2联 接 )， 即 将 负 载 短 路 ， 读 出 负 载 RL短 路 电 流 Isc和 电 压 U(0),再 将 白 色 钮 子 开 关 置 于 右 侧 (或 拆 除 短 路 导线 )， 即 将 负 载 RL接 入 。 断 开 负 载 RL的 一 端 ， 使 得 RL=，测 得 负 载 开 路 电 压 Uoc和 电 流 I (0)， 由 开 路 短 路 法 得 出Ro(= )。 IscUoc 3.将 负 载 RL调 至 最 大 值 测 出 U和 I， 在 RL=0和 RL最 大 值 之间 对 电 流 (或 电 压 )均 匀 取 值 (D1D5)写 入 表 中 ， 以 该 电 流(或 电 压 )为 参 照 ， 通 过 调 节 RL分 别 测 出 对 应 于 该 电 流 (或电 压 )值 (D1D5)时 相 应 的 电 压 (或 电 流 )的 值 ， 填 入 表 中 ，完 成 有 源 二 端 口 网 络 AB的 伏 安 关 系 表 格 二 的 记 录 。R L 0 / / / RL最 大 IAB (Isc )(D1) (D2) (D3) (D4) (D5) 0UAB 0 (Uoc)表 二 、 有 源 二 端 网 络 AB的 伏 安 特 性 测 试 表 4.拆 除 电 路 联 线 ， 将 直 流 稳 压 电 源 调 至 万 用 表 示 数为 Uoc， 十 进 制 电 阻 调 为 Ro值 ， 负 载 电 阻 仍 用 装 置 上 的R3作 为 RL ,完 成 下 图 有 源 二 端 网 络 AB等 效 电 路 实 验 图的 联 接 。 等 效 电 路 实 验 图 5.将 上 面 有 源 二 端 口 网 络AB的 伏 安 关 系 表 二 的 参 照 值电 流 (或 电 压 )的 D1D5抄 入 下面 同 样 格 式 的 表 格 三 中 ， 通 过调 节 R L， 测 出 RL从 0 变 化 时 对应 的 电 压 (或 电 流 )值 ， 完 成 等效 电 路 的 伏 安 关 系 表 格 三 的 记 录 。 注 意 极 性 RL 0 / / / / IAB (Isc)(D1) (D2) (D3) (D4) (D5) 0UAB 0 (Uoc)表 三 、 等 效 电 路 的 AB伏 安 特 性 测 试 表比 较 表 一 和 表 二 伏 安 关 系 表 格 ， 在 参 照 值 一 样 的 情 况 下对 应 的 电 压 值 是 否 相 同 ， 从 而 得 出 戴 维 宁 定 理 验 证 结 果 。 1.将 十 进 制 电 阻 箱 联 接 成 计 算 所 得 的 等 效 电 阻 R o值 ，替 换 实 验 任 务 二 中 有 源 二 端 口 网 络 的 负 载 端 的 RL电 阻 ， (即 用 十 进 制 电 阻 箱 的 电 阻 作 为 负 载 RL) 。任 务 三 2.测 出 电 流 IAB值 。 再 将 十 进 制 百 位 电 阻 分 别 调 小 和调 大 ， 同 时 记 录 阻 值 和 对 应 的 IAB值 ， 分 别 计 算 出 负 载 功率 P值 ， 完 成 有 源 二 端 网 络 输 出 功 率 随 负 载 变 化 的 表 格 。观 察 表 格 数 据 变 化 规 律 ， 得 出 当 R L=Ro时 电 路 输 出 功 率 最 大从 而 验 证 了 最 大 功 率 传 输 定 理RL (Ro)IABP (Pm ax)表 四 、 负 载 与 功 率 关 系 测 试 表 五 、 实 验 报 告 要 求 1. 画 出 实 验 电 路 与 表 格 ， 简 要 写 出 电 路 原 理 和 实验 的 步 骤 。 3. 完 成 有 源 二 端 网 络 AB的 伏 安 关 系 表 格 二 与 等 效电 路 的 伏 安 关 系 的 表 格 三 的 仿 真 记 录 和 实 测 记 录 。 在同 一 坐 标 系 中 绘 出 它 们 的 伏 安 特 性 曲 线 。 计 算 R o实 验值 与 理 论 值 误 差 。 4. 完 成 输 出 功 率 随 负 载 变 化 的 表 格 仿 真 记 录 和 实 测记 录 。 画 出 它 们 关 系 的 曲 线 。 验 证 最 大 功 率 传 输 定 理 。 2.完 成 验 证 叠 加 定 理 的 表 格 一 仿 真 记 录 和 实 测 记录 ， 并 与 理 论 值 进 行 误 差 计 算 。 六 、 注 意 事 项 本 实 验 是 直 流 实 验 ， 接 线 时 注 意 电 源 及 表 计 的 极 性 。 测 量 RL= 相 关 数 据 时 ， 应 将 该 电 阻 一 端 断 开 。 做 任 务 二 中 等 效 电 路 实 验 时 ， 不 要 忘 记 先 将 直 流 稳压 电 源 调 至 万 用 表 示 数 为 Uoc， 十 进 制 电 阻 调 为 Ro值 。5.根 据 测 试 结 果 ， 得 出 结 论 。6.完 成 思 考 题 。 为 减 少 测 量 误 差 ， 注 意 随 时 切 换 电 流 表 的 量 程 ， 操作 时 注 意 避 免 量 程 保 护 动 作 。 .