实验1.2 有源二端网络等效参数测定

实验一 戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定一．实验目的1．验证戴维宁定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解； 2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二．实验原理1．戴维宁定理和诺顿定理戴维宁定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U S 和一个电阻R S 串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。

诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源I S 和一个电阻R S 并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源I S 等于这个有源二端网络的短路电源I SC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。

U S 、R S 和I S 、R S 称为有源二端网络的等效参数。

2．有源二端网络等效参数的测量方法 (1) 开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U OC , 然后再将其输出端短路，测其短路电流I S Ｃ，且内阻为：SCOCS I U R =。

若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

(2) 伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图1-1所示。

开路电压为U OC ，根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻为：IUR ∆∆==φtg S 。

另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC ，以及额定电流I N 和对应的输出端额定电压U N ，如图1-1所示，则内阻为：NNOC S I U U R -=。

(3) 半电压法如图1-2所示，当负载电压为被测网络开路电压U OC 一半时，负载电阻R L 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻R S 数值。

U U N I NU I U I SC图6-1V 图6-2U SU OCU OC有源网络图1-1图1-2(4) 零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图1-3所示。

实验一 戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定一．实验目的1．验证戴维宁定理、诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解； 2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二．实验原理1．戴维宁定理和诺顿定理戴维宁定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源U S 和一个电阻R S 串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。

诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源I S 和一个电阻R S 并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源I S 等于这个有源二端网络的短路电源I SC , 内阻R S 等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻R O 。

U S 、R S 和I S 、R S 称为有源二端网络的等效参数。

2．有源二端网络等效参数的测量方法 (1)开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U OC , 然后再将其输出端短路，测其短路电流I S Ｃ，且内阻为：SCOCS I U R =。

若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

(2)伏安法一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图1-1所示。

开路电压为U OC ，根据外特性曲线求出斜率tg φ，则内阻为：IUR ∆∆==φtg S 。

另一种方法是测量有源二端网络的开路电压U OC ，以及额定电流I N 和对应的输出端额定电压U N ，如图1-1所示，则内阻为：NNOC S I U U R -=。

(3)半电压法如图1-2所示，当负载电压为被测网络开路电压U OC 一半时，负载电阻R L 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻R S 数值。

UU N U(4)零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图1-3所示。

U OCI SC实验3。

3 有源二端网络等效参数的测量一、实验目的（1） 掌握有源二端网络的戴维南等效电路. （2） 验证戴维南定理，加深对该定理的理解。

（3） 掌握测量有源二端网络等效参数测量的方法. （4） 了解负载获得最大传输功率的条件。

二、实验仪器1台直流稳压电源、1块数字万用表、1块直流毫安表、电工试验箱 三、实验原理 1。

有源二端网络任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一个支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络。

有源二端网络包含线性电阻、独立电源和受控源. 2.戴维南等效电路及电路参数 戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替,此电压源的电动势U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ，其等效电阻RO 等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。

戴维南等效电阻如下图所示，电路参数为U OC (U S ）和R O .3。

有源二端网络等效电阻R O 的测量方法： （1)伏安法测R O 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示.根据外特性曲线求出斜率tg ϕ，则电阻为R O =tg ϕ=IU∆∆（2）半电压法4.负载获得最大功率的条件下图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R O 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，R L 为可变负载电阻,负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示：L L OS L R R R U R I P 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==当R L =0或R L =∞时,电源输送给负载的功率均为零。

而以不同的R L 值代入上式，则可求得不同的P 值,其中必有一个R L 值，是负载能从电源处获得最大的功率。

R R L图1RL N 图2 U S根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式的R L 为自变量,P 为应变量，并使0=LdR dP，即可求得最大功率传输的条件。

即RL=RO当满足RL=RO 时，负载从电源获得的最大功率为L SL L S L L O SR UR R U R RR U P 42222max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=这时，称此电路处于“匹配”状态. 四、实验步骤及数据 （一）伏安法测量戴维南等效电路参数（1）实验电路入图2所示.(2)调节直流稳压电源，使输出电压U 1=12V ，并保持不变. (3）将负载R L 开路,测网络a 、b 两端的开路电压U OC ，记录. (4）将负载R L 短路，测该支路短路电流I SC ，记录数据。

戴维南定理有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1．验证戴维南定理的正确性2．掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

二、原理说明及测量方法1．任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，次电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源都置零（理想电压源短路，理想电流源开路）时的等效电阻。

Uoc和Ro称为有源二端网络的等效参数。

2.有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压法、短路电流法（二端网络内阻很低时，不宜采用此法）在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压Uoc，然后再用电流表直接接到输出端测其短路电流Isc，则内阻Ro为表3-1UOC（V）ISC（mA）RO=Uoc/Isc (Ω) （2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。

根据外特性曲线求出斜率tg，则内阻Ro为图3-1伏安法主要测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压UN，则内阻为(3)半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时，负载电阻RL即为被测有源二端网络的等效内阻值。

图3-2（4）零示法在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，采用零示测量法，如图3-3所示。

图3-3原理：用一低内阻稳压电源于被测有源二端网络进行比较，当稳压电源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“ 0”，然后将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压Uoc。

图3-4（a）图3-4b）三、实验仪器及材料1．可调直流稳压电源GP-4303TP2．电路原理试验箱KHDL-33．台式万用表DM-441B四、实验内容及步骤实验电路如图3-4（a）所示。

戴维南定理─有源二端网络等效参数测定在电路分析与设计中，戴维南定理是一个极其重要的概念和工具。

它为我们简化复杂的有源二端网络提供了有效的方法，使我们能够更轻松地理解和计算电路的特性。

接下来，让我们深入探讨一下戴维南定理以及有源二端网络等效参数的测定。

首先，我们要明白什么是有源二端网络。

简单来说，有源二端网络就是含有电源（独立电源或受控电源）的二端网络。

比如说，一个由电池、电阻和电容组成的简单电路就可以看作是一个有源二端网络。

那么，戴维南定理到底是什么呢？戴维南定理指出：任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为 E 的理想电压源和内阻 R₀串联的电源来等效代替。

其中，E 就是有源二端网络的开路电压，R₀则是有源二端网络中所有电源置零（即电压源短路，电流源开路）后，从端口看进去的等效电阻。

接下来，我们重点谈谈如何测定有源二端网络的等效参数，也就是E 和 R₀。

测定开路电压 E 相对来说比较简单。

我们可以直接使用电压表测量有源二端网络的开路电压。

但要注意，电压表的内阻要足够大，以减小对测量结果的影响。

如果有源二端网络的内阻较小，我们还可以通过计算的方法来得到开路电压。

比如，对于一个由已知参数的电源和电阻组成的简单有源二端网络，我们可以根据欧姆定律和基尔霍夫定律进行计算。

而测定等效内阻 R₀的方法就稍微复杂一些。

常见的方法有以下几种：一种是直接测量法。

当有源二端网络中的电源置零后，我们可以用万用表的电阻档直接测量从端口看进去的电阻。

但这种方法对于复杂的网络可能不太准确，因为网络中的电阻可能存在相互影响。

另一种常用的方法是短路电流法。

先测量有源二端网络的短路电流Isc，然后根据公式 R₀＝ E ／ Isc 计算出等效内阻 R₀。

但在实际操作中，短路电路可能会对电路元件造成损害，所以要谨慎使用。

还有一种方法是两次测量法。

在有源二端网络的端口外接一个已知电阻 R ，测量端口的电压 U 和电流 I 。

然后根据公式 R₀＝（E U) ／I 计算出 R₀。

有源二端网络等效参数的测量有源二端网络等效参数的测量一、引言有源二端网络是电子电路中常见的元件，其等效参数的测量对于电路的分析和设计具有重要意义。

在实际应用中，由于有源二端网络的复杂性，其等效参数的测量往往面临一定的困难。

本文旨在探讨有源二端网络等效参数的测量方法，为相关领域的从业人员提供一定的参考。

二、有源二端网络等效参数的概述有源二端网络是指在两个端口之间存在一个或多个有源元件（如电压源、电流源等）的网络。

其等效参数主要包括电阻、电容、电感等。

这些参数描述了网络的基本特性，对于电路的分析和设计具有重要意义。

三、有源二端网络等效参数的测量方法1.直流电阻的测量直流电阻是有源二端网络的一个重要参数，可以通过测量网络的端口电压和端口电流来计算。

具体方法如下：（1）将网络的输入端口短路，输出端口接上一个可调电阻；（2）调节可调电阻，使输出端口电压为零；（3）测量此时输入端口的电流I；（4）根据欧姆定律，计算网络的直流电阻R=U/I。

2.交流阻抗的测量交流阻抗是有源二端网络在交流信号作用下的等效阻抗，可以通过测量网络的端口电压和端口电流来计算。

具体方法如下：（1）将网络的输入端口接入一个正弦波信号源；（2）测量输入端口和输出端口的电压和电流；（3）根据电压和电流的值，计算网络的交流阻抗Z=U/I。

3.电容和电感的测量电容和电感是有源二端网络的另外两个重要参数，可以通过测量网络的端口电压和端口电流来计算。

具体方法如下：（1）将网络的输入端口接入一个正弦波信号源；（2）测量输入端口和输出端口的电压和电流；（3）根据电压和电流的值，计算网络的阻抗模|Z|和相位角θ；（4）根据阻抗模和相位角的关系，计算网络的电容C和电感L。

其中，C=1/(2πf|Z|cosθ)，L=|Z|sinθ/(2πf)。

四、测量误差的分析与修正在实际测量中，由于仪器误差、连接误差等因素的影响，测量结果往往存在一定的误差。

为了减小误差，可以采取以下措施：1.选择高精度的仪器进行测量；2.尽量减少连接误差，如使用高质量的连接线和接插件；3.对测量结果进行修正，如采用多次测量取平均值的方法。

实验二、戴维南定理一有源二端网络等效参数的测定实验时间：2018年5月9日（必须填写）实验概述【实验目的及要求】1、验证戴维南定理的正确性。

2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

【仪器及用具】（含厂家）可调直流稳压电源，可调直流恒流电源，直流数字电压表，直流数字毫安表，万用电表，电位器【实验原理】（含主要定律公式和主要图表）1.任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压U O C其等效内阻R）等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

“（和F0称为有源二端网络的等效参数。

2.有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时, 用电压表直接测其输出端的开路电压Ubo,然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流I sc,则内阻为R O=U O C1sc（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。

根据外特性曲线求出斜率tg $ ,则内阻O=tg °=△ U = U OC△ I1SC用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值I N 时的输出端电压值 U,则内阻为若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

⑶半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时， 负载电阻（由电阻箱的读数确定） 即为被测有源二端网络的等效内阻值。

实验内容【实验方案设计】（主要测量及调节方法）被测有源二端网络如图3-4（a ）所示。

图3-4图3-1图3-2(a)(b【实验主要过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的U O和R）。

按图3-4（a）电路接入稳压电源E和恒流源I s及可变电阻箱R,测定U。

有源二端网络等效参数的测量有源二端网络是指网络中存在有源元件，例如电压源、电流源等，它们能够提供活动的或者被动的能量转换。

等效参数方法是一种测量有源二端网络性质的常用方法，其基本原理是通过测量网络的输入输出关系，确定其等效参数。

测量有源二端网络等效参数的步骤如下：1.测量开路电压：将网络的输出端短路，记录输入端的电压，这个电压即为开路电压。

开路电压可以通过电压表测量得到。

2.测量短路电流：将网络的输入端断路，记录输出端的电流，这个电流即为短路电流。

短路电流可以通过电流表测量得到。

3.计算输入等效电阻：输入等效电阻是指当在输入端施加一个电压时，在网络输入端可以观察到的电流。

根据欧姆定律，输入等效电阻可以通过开路电压与输入电流的比值来计算。

4.计算输出等效电阻：输出等效电阻是指当在输出端测量到一个电流时，在网络输出端可以观察到的电压。

根据欧姆定律，输出等效电阻可以通过输出电压与短路电流的比值来计算。

5.测量输入导纳：输入导纳是指当网络输入电压发生微小变化时，网络输入端所产生的电流变化率。

输入导纳可以通过测量输入电流随输入电压的变化率来计算。

6.测量输出导纳：输出导纳是指当网络输出电流发生微小变化时，网络输出端所产生的电压变化率。

输出导纳可以通过测量输出电压随输出电流的变化率来计算。

通过以上步骤，可以得到有源二端网络的等效参数，例如输入等效电阻、输出等效电阻、输入导纳、输出导纳等。

这些等效参数可以帮助我们更好地理解有源二端网络的特性，并进行更精确的电路设计与分析。

需要注意的是，在实际测量中，有时会遇到网络非线性、频率依赖等问题，这些问题可能会对等效参数的测量产生影响。

因此，在进行等效参数测量时，需要仔细考虑测量条件，并采取合适的补偿方法，以提高测量的准确性和可靠性。

总之，有源二端网络等效参数的测量是电路分析与设计的重要一环，能帮助我们准确描述网络的特性与行为，并为电路设计提供参考依据。

通过上述测量方法，我们可以得到网络的等效参数，并进一步应用于电路分析、模拟与数字设计等领域。

实验二、戴维南定理一有源二端网络等效参数的测定实验时间：2018年5月9日（必须填写）实验概述【实验目的及要求】1、验证戴维南定理的正确性。

2、掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。

【仪器及用具】（含厂家）可调直流稳压电源，可调直流恒流电源，直流数字电压表，直流数字毫安表，万用电表，电位器【实验原理】（含主要定律公式和主要图表）1.任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源一端口网络）。

戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个等效电压源来代替，此电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压U O C其等效内阻R）等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。

“（和F0称为有源二端网络的等效参数。

2.有源二端网络等效参数的测量方法（1）开路电压、短路电流法在有源二端网络输出端开路时, 用电压表直接测其输出端的开路电压Ubo,然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流I sc,则内阻为R O=U O C1sc（2）伏安法用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图3-1所示。

根据外特性曲线求出斜率tg $ ,则内阻O=tg °=△ U = U OC△ I1SC用伏安法，主要是测量开路电压及电流为额定值I N 时的输出端电压值 U,则内阻为若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

⑶半电压法如图3-2所示，当负载电压为被测网络开路电压一半时， 负载电阻（由电阻箱的读数确定） 即为被测有源二端网络的等效内阻值。

实验内容【实验方案设计】（主要测量及调节方法）被测有源二端网络如图3-4（a ）所示。

图3-4图3-1图3-2(a)(b【实验主要过程】（应包括主要实验步骤、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等）1.用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路的U O和R）。

按图3-4（a）电路接入稳压电源E和恒流源I s及可变电阻箱R,测定U。

实验三有源二端网络等效参数的测定一、实验目的1．学习有源二端网络的开路电压和入端电阻的测量方法。

2．分析负载获得最大功率的条件。

3．理解戴维南定理。

二、实验原理与方法1．戴维南定理戴维南定理指出，任何一个含源线性二端网络，对其外部而言，都可以用一个电压源与电阻相串联的组合来等效代替。

如图1所示，该电压源的电压等于二端网络的开路电压Ｕ，该电阻等于网络内部所有独立电压源短路、独立电流源开路（即成为线性无源二端网络，OC如图2所示）时的入端等效电阻R i。

图1 戴维南定理等效电路图2 含源线性二端网络的开路电压和无源线性二端网络的入端等效电阻2．开路电压ＵOC的测量方法（1）直接测量法当含源线性二端网络的入端等效电阻R较小，与电压表的内阻相i比较可以忽略不计时，可以用电压表直接测量该网络的开路电压ＵOC。

较大时，采取直接测量法的误差较（2）补偿法当含源线性二端网络的入端电阻Ri大，若采用补偿法测量则较为准确。

测量方法如图3所示，图中虚线方框内为补偿电路，Ｕ为直流电源，滑线变阻器RP接为分压器，G为检流计。

将补偿电路的两端A′、B′与S被测电路的两端Ａ、Ｂ相连接，调节分压器的输出电压，使检流计的指示为零，此时电压表所测得的电压值就是该网络的开路电压ＵOC。

由于此时被测网络相当于开路，不输出电流，网络内部无电压降，所以测得的开路电压较直接测量法准确。

图3 补偿法测量网络开路电压的电路3．入端等效电阻R的测量方法i（1）外加电源法将含源线性二端网络内部的电源去除，且电压源作短路、独立电流源作开路处理，•使其成为线性无源二端网络，然后在其Ａ、Ｂ二端加上一合适的电压源ＵS （图4）•，测量流入网络的电流Ｉ，则网络的入端等效电阻为R i＝ＵS/Ｉ。

如果无源二端。

网络仅由电阻元件组成，也可以直接用万用电表的电阻挡去测量Ri因为在实际上网络内部的电源都有一定的内阻，当电源被去掉的同时，其内阻也被去掉了，这就影响了测量的准确性。