实训l六 有源二端网络等效参数的测定

戴维南定理有源⼆端⽹络等效参数的测定实验⼆、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3-1（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I N时的输出端电压U N，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R L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。

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。

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。

有源二端网络等效参数的测定及最大功率传输条件的
研究实验心得
在实验前，我们详细研究了有源二端网络的特性和相关理论知识。

我们了解到，有源二端网络是指在电路中含有主动元件（如放大器）的二端网络。

实验的目标是测定该网络的等效参数和确定最大功率传输条件。

为了准确测定有源二端网络的等效参数，我们设计了一套完整的实验方案。

首先，我们准备了各种测量仪器和设备，如函数发生器、示波器和万用表等。

接下来，我们按照实验步骤依次连接电路，并通过调节函数发生器的频率和振幅来获取相应的电压和电流数据。

在实验过程中，我们特别注意了实验环境的干扰因素和电路连接的稳定性。

我们尽量避免在实验室中进行其他电路实验，以减少干扰。

同时，我们仔细检查了电路连接的质量，确保接线牢固、电路无短路或断路等问题。

在获得了实验数据后，我们进行了仔细的数据处理和分析。

通过绘制电压-电流曲线和功率-电流曲线，我们确定了有源二端网络的等效参数，如电阻、电感和电容等。

我们还计算了最大功率传输条件下的电流和功率数值。

通过这次实验，我深刻认识到了实验设计的细节决定了实验结果的可靠性。

在今后的研究中，我将更加注重实验方案的设计和实验环境的控制，以获得更准确的实验数据和结论。

实验二、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3-1（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I N时的输出端电压U N，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R L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。

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。

实验名称：有源二端网络等效参数的测量实验目的：(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；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)。

有源二端网络中可包含线性电阻、独立电源和受控源。

2. 有源二端网络的两种等效电路及参数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，等于这个有源二端网络的开路电压Uoc，其等效电阻凡，等于该网络中所有独立源均置零(理想电压源短接，理想电流源开路)时的等效电阻。

（1）伏安法测R0用电压表，电流表测出有源二端网络的外特性曲线。

根据外特性曲线求斜率tanφ，则电阻为R0=tanφ=△U/△I（2）半电压法测R0当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻即为被测有源二端网络的等效电阻值（3）开路短路法测出Rl短路时的电流和Rl开路时的电压，通过电流除以电压求其组阻值实验操作步骤：1. 实验前的准备1.1 检查毫安表和数字万用表1.2 判定导线好坏(导线好坏的判断可用万用表的蜂鸣挡。

如果万用表发出蜂鸣声，则说明导线是好的，否则该条导线不能继续使用。

)1.3 电源、电阻、电位器好坏判定2. 合理放置实验箱及仪表3. 连接实验电路：4. 调节直流稳压电源，使输出电压Us=10V，并保持不变5.将负载Rl 开路，测网络a ，b 两端的开路电压Uoc ，记录 将负载Rl 短路，测该支路短路电流Isc ，记录6.连接负载Rl ，按要求改变负载Rl ，测得Rl 为不同阻值时所对应的Uab 和I ，记录数据7.画出有源二端网络N 伏安特性曲线U=f （I ），用伏安法求R0 8.根据开路电压Uoc 与R0得到有源二端口网络N 的戴维南等效电路（4） 数据记录与数据处理：1. 伏安法测R0I/mA1 1.52 2.53 3.54 4.5 5 U/V2.272.142.03 1.95 1.84 1.73 1.62 1.5 1.4y = -0.2147x + 2.4751R² = 0.99881.21.41.61.822.22.40123456U /VI/mA2.半电压法测R0R TH=197.7Ω，U TH=2.50V3. 开路短路法短路电流 I0=11.2mA，U TH=2.50V，R TH=223.21Ω戴维南等效电路误差分析：在实验过程中，导线、电流表和电压表的内阻对结果有影响。

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。

戴维南定理─有源二端网络等效参数的测定(实验报告)实验二、戴维南定理─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）9(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 φ，则内阻R O =tg φ=SCOCI U ΔIΔU =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 N ，则内阻为R O =NNOCI UU -若二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。

图3-1图 3-2(3) 半电压法(a) (b)图3-4【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UOC 和R。

按图3-4(a)电路接入稳压电源ES 和恒流源IS及可变电阻箱RL ，测定 UOC和R。

2. 负载实验按图3-4(a)改变RL阻值，测量有源二端网络的外特性。

3. 验证戴维南定理用一只1KΩ的电位器，将其阻值调整到等于的等效内阻R0或称网络的入端电阻Ri。

【数据表格】（画出数据表格，写明物理量和单位）表3-2UOC (v) ISC(mA) R=UOC/ISC(Ω)4.03 12.06 334.16表3-3（负载试验）RL(Ω) 0 ∞U(v) 0.27 1.26 1.36 1.44 1.56 1.67 1.74 1.86I(mA) 11.51 8.33 8.03 7.81 7.45 7.12 6.91 6.53表3-3（验证戴维南定理）RL(Ω) 0 ∞U(v) 2.61 2.68 2.74 2.81 2.85 2.90 2.95 3.01I(mA) 4.10 3.90 3.72 3.52 3.41 3.29 3.13 2.95 【数据处理及结果】。