实验戴维宁定理与最大功率传输定理课件

实验1.2 叠加定理与戴维宁定理,电路分析基础实验,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,U,AB,和,I,AB,。要求：,在实验室完成,U,AB,和,I,AB,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,R,3,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,R,L,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,10mA,。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,R,o,方法,，可,采用教,材,P14,实验室测量等效电阻,R,o,方法一：,开路短路法,用,R,o,=,u,oc,/,i,sc,关系式计算等效电阻。,即测出该网络的开路电压,u,oc,和短路电流,i,sc,，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。,u,oc,R,o,+,_,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,R,L,短路电流,I,sc,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,R,L,接入。断开负载,R,L,的一端，使得,R,L,=,，测得负载开路电压,U,oc,和电流,I,(0),，由开路短路法得出,R,o,(=,)。,I,sc,U,oc,3.,将负载,R,L,调至,最大值,测出,U,和,I,，在,R,L,=0,和,R,L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,R,L,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,/,/,/,R,L,最大,I,AB,(,I,sc,),(D1),(D2),(D3),(D4),(D5),0,U,AB,0,(,U,oc,),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,U,oc,，,十进制电阻,调为,R,o,值,，负载电阻仍用装置上的,R3,作为,R,L,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,R,L,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,R,L,0,/,/,/,/,I,AB,(,I,sc,),(D1),(D2),(D3),(D4),(D5),0,U,AB,0,(,U,oc,),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,R,L,电阻， (,即用,十进制电阻箱的电阻作为,负载,R,L,),。,任务三,2,.测出电流,I,AB,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,I,AB,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,=,R,o,时电路输出功率最大,从而验证了最大功率传输定理,R,L,(,R,o,),I,AB,P,(,P,max,),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,R,L,=,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,U,oc,，,十进制电阻调为,R,o,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。,.,