戴维南定理是由法国科学家LC戴维南于1883年提出的一个电学定理,该定理的提出对光电科学的发展起到了一定的促进作用,也为电学知识的研究计算带来了方便。戴维南定理是中等技工学校电工学课程中计算复杂直流电路的解题方法之一,也是《电工技术应用》中十分重要的定理。
熟练掌握戴维南定理的解题思路,对于求解复杂电路中某一支路电流负载获得最大功率等问题十分有效,今天100唯尔教育就结合100唯尔教育VR仿真课程来介绍下相关的知识。
任何具有两个出线端的部分电路称为二端网络。若网络中含有电源称为有源二端网络,否则称为无源二端网络。戴维南定理指出:任何一个线性有源网络,总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替,此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc,其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零。
一、实验设备
可调直流稳压电源、可调直流恒流源、直流数字电压表、直流数字电流表、万用表、元件箱、戴维南定理实验电路板
二、有源二端网络等效参数的测量方法
1.开路电压、短路电流法测R0
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,然后再将其输出端短路,用电流表测其短路电流Isc,则其等效电阻为R0=Uoc/Isc
2.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。根据外特性曲线求出斜率tgΦ,则内阻R0=tgΦ=ΔU/ΔI=Uoc/Isc
3.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(由电阻箱的读书确定)即为被测有源二端网络的等效内阻值。
4.零示法测Uoc
在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时,用电压表直接测量会造成较大误差,为了消除电压表内阻的影响,往往采用零示测量法。零示测量法的原理是用一低内阻的稳压电源与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,即为被测有缘二端网络的开路电压。
三、实验内容
1.用万用表测量图-8中电阻值。用开路电压与半压法,测量二端电路等效参数。记录在表中。
2.测量有源二端电路的伏安特性:改变R阻值,测量二端电路端口电压与电流,记录在表中,根据测量数据作有源二端电路的伏安特性曲线。
3.测量戴维南等效电路的伏安特性用U=Uoc的电压源和 R=Ro的等效电阻构成的戴维南等效电路。改变外电阻的大小,测量戴维南等效电路的端口电压与电流,记录在表中。根据测量数据作出戴维南等效电路的伏安特性曲线。
注意:Uoc是有源二端网络的开路电压,不是有源二端网络的实际电源电压Us
四、注意事项
1.测量时应注意电流表量程的更换。
2.用万表直接测R0时,网络内的独立源必须先置零,以免损坏万用表。其次,欧姆档必须经 调零后再进行测量。
3. 改接线路时,要关掉电源。
实验过程中,由于测量有源二端网络开路电压及等效内阻的方法不同,存在的误差也不一样,所以综合本实验过程可得,实验过程中测量数据与理论值不可能完全一样,但是忽略可接受的误差外,由数据可知,戴维南定理是准确的。
以上,就是100唯尔教育关于验证戴维南定理的部分内容了。