实验三 戴维宁定理
一、实验目的
1、 验证戴维宁定理的正确性，加深对该定理的理解。
2、 测定线性有源一端口网络的外特性和戴维宁等效电路的外特性。 二、实验原理
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，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）。
戴维宁定理指出：任何一个线性有源网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压Uoc，其电阻（又称等效内阻）等于网络中所有独立源置零时的输入端等效电阻Req，见图3－1。
+ 线性有源一端网络 Uoc - Req
图3-1
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，用电压表直接测出其输出端的开路电压Uoc，然后再将
其输出端短路，用电流表测量其短路电流Isc，则等效电阻为
UReq＝oc
Isc这种方法适用于ab端等效电阻Req较大，而短路电流不超过额定值的情形，否则有损坏电源的危险。
（2）两次电压测量法
测量电路如图3-2，3-3所示，第一次测量ab端的开路Uoc，第二次在ab端接一已知电阻RL（负载电阻），测量此时a，b端的负载电压U，则a，b端的等效电阻Req为：
?U?Req＝?oc?1?RL
?U?
图3-2 图3-3 这种方法在实际测量中常被采用。 （3）半电压法
被 测 有 源 网 络 + Uoc - Req RL V Uoc/2
图3-4
如图3-4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）即为有源二端网络的等效电阻。 三、仪器设备
1、戴维宁定理实验电路板 2、电位器
3、直流数字电压表、直流数字毫安表 4、可调直流稳压电源 四、实验内容与步骤
1、测定有源二端网络的开路电压Uoc和等效电阻Req
（1）按图3-5接线，经检查无误后，采用开路电压短路电流法测定有源二端网络的开路电压Uoc，电压表内阻应远大于二端网络的等效电阻R’eq，可直接测出短路电流，并将此短路电流Isc数据记入表格3-1中。
图3-5
K1 R1 300 R2 510 R0 US R2 510 R4 200 I1 RL 2K + - 10 （2）利用二次电压测量法，接通负载电阻RL，使RL＝1K?，测出此时的负载端电压U，并记入表格3-1中，求出相应的等效电阻R’’eq。
（3）取R’eq和R’’eq两次测量的等效电阻平均值作为Req，并记入表格3-1中。
表3-1
项目 数值 Uoc（V） Isc（mA） U（V） R'eq（K?） R''eq（K?） Req（K?） 2、测定有源二端网络的外特性
改变负载电阻RL之值，在不同负载的情况下，测量相应的负载端电压和流过负载的电流，共取五个点将数据记入自拟的表格3-2中。
表3-2
RL 电压（V） 电流（mA）
3、测定戴维宁等效电路的外特性。
如果用电压等于开路电压Uoc的理想电压源与等效电阻Req相串连的电路（称为戴维宁等效电路，参见图3-3）来代替原有原二端网络，则它的外特性U?f?I?应与有源网络的外特性完全相同。重复上述步骤测出负载电压和负载电流，并将数据记入自拟的表格3-3中。
表3-3
RL 电压（V） 电流（mA）
六、实验报告要求
1、判断戴维宁定理的正确性，并分析产生误差的原因。
2、在同一坐标纸上作出两种情况下的外特性曲线，并作适当分析。
100Ω 200Ω 510Ω 1K 2K 1 2 3 4 5
