直流电路测量(戴维宁定理).ppt
戴维宁定理,实验目的,培养学生电路实验实践能力。,验证戴维宁定理，加深对该定理的理解；,学习线性有源单端口网络等效电路参数的测量方法；,验证基尔霍夫电压定律；,掌握直流电路参数的测量方法；,等效电源定理的概念,有源二端网络用电压源模型替代-戴维南定理,有源二端网络用电流源模型替代-诺顿定理,有源二端网络用电源模型替代，称为等效电源定理。,(2)(3),戴维宁定理（又称等效电压源定理）,任一含源线性时不变一端口网络对外可用一条电压源与一阻抗的串联支路来等效地加以置换，此电压源的电压等于一端口网络的开路电压，此阻抗等于一端口网络内全部独立电源置零后的输入阻抗。,定义,注意事项,电源置零：电压源短路，电流源开路,任何一个线性有源单端口网络，对外电路来说，可以用一个实际电压源来等效替代。该含源支路的电压源电压等于有源单端口网络的开路电压Uoc，其电阻等于有源单端口网络化为无源网络后的入端电阻Ri。,戴维宁定理及其等效电路,戴维宁定理,正确测量Uoc和Ri的数值是获得等效电路参数的关键，但实际电压表和电流表都有一定的内阻，测量时由于改变了被测电路的工作状态，因而会给测量结果带来一定的误差。,实验方法测定该有源单端口网络的开路电压Uoc和入端电阻Ri。,Uoc,Ri,电源置零,断开电源,KCL的内容:在任一瞬时，流向某一结点的电流之和恒等于由该结点流出的电流之和。推广应用于通过电路中任一假设封闭面的电流代数和为零。,基尔霍夫电流定律（KCL）,基尔霍夫定律,基尔霍夫电流定律（KCL）,基尔霍夫电压定律（KVL）,第一定律,第二定律,其物理背景是电荷守恒公理，说明了节点上各支路电流的约束关系，它与电路中元件的性质无关。,KCL反映了电流的连续性,对任何节点，在任一瞬间，流入节点的电流之和等于由节点流出的电流之和。或者说，在任一瞬间，一个节点上电流的代数和为0。,例,或：,流入为正流出为负,基尔霍夫电流定律图例,电流定律还可以扩展到电路的任意封闭面,I1+I2=I3,广义节点,例,I=0,I=?,节点,KVL的内容:在任何时刻，沿电路中任一闭合回路绕行一周，各段电压的代数和恒等于零。,基尔霍夫电压定律（KVL）,KVL确定电路中任意回路内各电压之间关系的定律,KVL物理背景：能量守恒公理,例如：回路#1,对回路#2,回路#3,第3个方程不独立,对电路中的任一回路，沿任意循行方向转一周，其电位降等于电位升。或，电压的代数和为 0。,实验任务,电压测量接线（并联在a、b接线端子间）万用表电压测量的正端(红表笔)接被测电路的高电位端，负端（黑表笔）接被测电路的低电位端。注意仪表测量范围。,测试电路如左图,开路电压Uoc的测量,1.用万用表直流电压量程测量12V直流电源，然后 断开电源接线。,2.按图接线：读取电压，记入表格。,3.用MF47万用表直流电压10V量程测量UOC。或用UT803万用表测量。,测试电路如下图,测量短路电流和半电压法测量Ri,1.按图接线。,2.可调电阻箱RL与万用表直流mA量程串联，然后连接在a、b两端，RL为零时电流读数即为短路电流ISC。Ri=UOC/ISC,3.用MF47万用表直流电压10V量程测量UOC。或用UT803万用表测量。,4.调节RL，当电压表的读数为开路电压Uoc的一半时，此时RL值即为所求网络的入端电阻Ri。,电源电压U、开路电压Uoc、短路电流Isc的测量数值（表1）,对于不允许将外接电路直接短接的网络不能采用此方法,测试电路如下图,万用表欧姆档测量入端电阻Ri,1.将电压源U去掉。,2.用一根导线代替它（短路）。,3.用万用表电阻档直接测量a、b两点间的电阻Rab，该电阻即为网络的入端电阻，将测量数值等效电阻Ri填入表中。,注意万用表电阻档校零,测试电路如下图,验证戴维宁定理,1.按图接线。,3.可调电阻箱RL与直流电流表200mA量程串联后连接在a、b端测量IL。,2.用直流电压表20V量程并接在a、b端测量Uab。,4.逐渐调节RL值，将测量对应的电压、电流值填入表。,5.搭建等效电路。Ri取100，UOC由可调直流稳压电源调出。同上测量数据。,电流表接线（串联在a、b接线端子间），电流表的正端(红表笔)接被测电路的高电位端，负端（黑表笔）接被测电路的低电位端，注意在仪表的允许范围内测量。,数据表格,验证戴维宁定理实验数据表格,戴维南定理等效电路实验数据记录表（表2）,实验仪器目录,1.YB02-8实验箱,2.UT803万用表,3.MF47F型万用表,4.直流电压表、电流表,5.电阻箱,UT803万用表目录,UT803万用表旋钮开关及按键功能,交直流电压测量,电阻测量,0.01mA599.9mA交直流电流测量,二极管PN结正向压降测量,0.01A20.00A 交直流电流测量,0.1A5999A 交直流电流测量,华氏温度测量,电路通断测量,电容测量,频率测量,摄氏温度测量,三极管放大倍数测量,背光控制轻触按键,电源按键开关,数据保持轻触按键,交流或交流+直流选择按键开关,RS232串行数据输出按键,最大或最小值选择按键,选择交流或直流;电阻,二极管或电路通断;频率或华氏温度轻触键,量程选择轻触按键,UT803显示界面,UT803万用表显示界面,1.True RMS 真有效值提示符,2.HOLD 数据保持提示符,5.AC 交流测量提示符,6.DC 直流测量提示符,7.AC+DC 交流+直流测量提示符,8.OL 超量程提示符,9.单位提示符,12.Auto Range、Manual 自动或手动量程提示符,13.MAX MIN 最大或最小值提示符,14.RS232 RS232接口输出提示符,16.HFE 三极管放大倍数测量提示符,3.自动关机提示符,4.显示负的读数,10.二极管测量提示符号,11.电路通断测量提示符号,15.电池欠压提示符,按键功能（SELECT、RANGE、HOLD、LIGHT）,功能选择(SELECT)：当测量功能复合在同一个功能位置时,按此(SELECT)键可以选择所需要的测量功能。选择交流或直流;电阻,二极管或电路通断;频率或华氏温度。,按键功能,手动量程选择(RANGE)：按RANGE键退出(Auto)自动量程进入(Manual)手动量程模式。当按下时间超过1秒则退出(Manual)手动量程重返(Auto)自动量程模式。,数据保持(HOLD):在任何测量情况下，当按下HOLD键时，LCD显示，仪表随即保持显示测量结果,进入保持测量模式。再按一次 HOLD键，仪表退出保持测量模式，随机显示当前测量结果。,LCD背光控制(LIGHT)：按LIGHT键LCD背光打开，再按一次背光关闭。在交流供电时背光常亮,此键不起作用。,UT803交直流电流测量,电流测量注意事项,UT803电阻测量,电阻测量注意事项,如果被测电阻开路或阻值超过仪表最大量程时，显示器将显示 OL。,如果表笔短路时的电阻值不小于0.5时，应检查表笔是否有松脱现象或其它原因。,低阻测量时，表笔及仪表内部引线会带来约0.20.5电阻的测量误差。为获得精确读数，应首先将表笔短路，记住短路显示值，在测量结果中减去表笔短路显示值，才能确保测量精度。,UT803交直流电压测量,YS02-8型实验箱,YS02-8实验箱,数码显示,逻辑电平,电源、可调电源、交流电源,直流电路（戴维宁）,直流电路（戴维宁）,电 阻 箱,量程选择接线柱,电阻一端接入0端口,电阻另一端为量程选择端口。如电阻值大于0.9且小于9.9，量程选择接线柱为9.9接线柱。,电阻值读数,把每个旋钮数字乘以对应的倍数所得值相加，即为电阻值。,本次接线柱为99999.9,直流电压表、直流电流表,直流电流表,1.选择量程200mA按钮；,直流电流压表测量表笔 并联 于被测电路两端,MF47F型万用电表,量程范围,直流电流测量,直流电压测量,MF47F型万用电表测量范围,直流电流测量(0.05mA500mA),测量直流0.05mA500mA,直流电压测量（0.251000V）,测量直流0.25V1000V,转动开关 根据所测电压调整至 DCV 相应档；,表笔并联于被测电路两端。,实验注意事项,实验报告的要求,电阻测量,若有电容需先放电。,测量电路电阻时，应将被测电路的电源断开；,测量完电阻后，量程旋钮最好放在AC500V档。,测量电阻,直流电流表（实验箱）,元件区（运放、电阻、三极管、电容、二极管、可调电阻）,元件区（运放、振荡）,电气实验中心,
