實驗14 戴維寧定理與最大功率傳輸定理

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1、實 驗 1.2 疊 加 定 理 與 戴 維 寧 定 理 1.加 深 對 對 疊 加 定 理 、 戴 維 寧 定 理 與 最 大 功 率 傳 輸定 理 的 理 解 。 一 、 實 驗 目 的 2.掌 握 在 實 驗 室 實 現(xiàn) 疊 加 定 理 和 戴 維 寧 定 理 的 分 析方 法 。 1.利 用 疊 加 定 理 求 出 教 材 P13圖 1.2.1所 示 電 路 中 UAB和I AB 。 要 求 ： 在 實 驗 室 完 成 UAB和 IAB的 測 試 ， 畫 出 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 記 錄 的表 格 。二 、 實 驗 任 務(wù) 2.設(shè) 計 教 材 P13圖 1.2.2所 示 有 源 二 端 網(wǎng) 絡(luò)

2、 的 等 效 電路 ， 求 出 等 效 電 路 參 數(shù) ， 要 求 ： 3.驗 證 最 大 功 率 傳 輸 定 理 ， 畫 出 教 材 P13圖 1.2.2的相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 記 錄 的 表 格 及 輸 出 功 率 隨 負(fù) 載 變 化 的 曲 線 。說 明 ： 仿 真 實 驗 任 務(wù) 和 方 法 參 見 教 材 在 實 驗 室 完 成 戴 維 寧 定 理 的 正 確 性 的 驗 證 。 畫 出相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 記 錄 的 表 格 和 伏 安 特 性 曲 線 。 直 流 數(shù) 顯 穩(wěn) 壓 電 源 、 直 流 數(shù) 顯 恒 流 源 、 XD03電 路 掛三 、 實 驗 設(shè) 備 四 、 實 驗 步 驟電 工

3、 綜 合 臺 的 開 、 關(guān) 機(jī) 操 作 順 序 及 設(shè) 備 的 使 用 方 法參 見 實 驗 “ 實 驗 1.1 元 件 的 伏 安 特 性 測 量 ” 的 課 件 介紹箱 、 XD06元 件 掛 箱 (十 進(jìn) 制 電 阻 箱 和 R3可 調(diào) 電 阻 )、 電 流插 頭 、 直 流 數(shù) 字 電 流 表 、 數(shù) 字 萬 用 表 、 導(dǎo) 線 。 1.按 教 材 P13圖 1.2.1所 示 電 路 聯(lián) 接 線 路 。 將 十 進(jìn) 制220電 阻 接 入 XD03電 路 掛 箱 電 路 中 的 RL處 (如 圖 所 示 )。任 務(wù) 一 開 關(guān) K置于 左 側(cè) ,相 當(dāng) 于 負(fù)載 短 路開 關(guān) K置

4、于右 側(cè) ， 相 當(dāng)于 接 入 所 聯(lián)接 的 電 阻負(fù) 載 電 阻電 流 插 座 220注 意 極 性 2. 將 直 流 數(shù) 顯 穩(wěn) 壓 電 源 電 壓 調(diào) 為 萬 用 表 示 數(shù) 為 9V， 直 流數(shù) 顯 恒 流 源 調(diào) 為 10m A。 將 電 流 插 頭 插 入 電 流 插 座 中 ， 并 將 插 頭 紅 黑 引 出 線 按 極 性 聯(lián) 接 至 直 流 數(shù) 字 電 流 表 。 3. 實 驗 步 驟及 表 格 一 格 式 參見 教 材 P14 “1.虛擬 實 驗 室 測 試法 ” 。 完 成 疊 加定 理 的 驗 證 。 電 流 插 座 萬 用 表 求 等 效 電 路 參 數(shù) Ro方 法

5、， 可 采 用 教材 P14 實 驗 室 測 量 等 效 電 阻 Ro方 法 一 ：開 路 短 路 法 ,用 Ro=uoc/isc關(guān) 系 式 計 算 等 效 電 阻 。 即 測 出 該 網(wǎng) 絡(luò) 的 開 路 電 壓 uoc和 短 路 電 流 isc， 代 入 式子 計 算 即 可 。 實 驗 室 驗 證 戴 維 寧 定 理 的 思 路 是 先 找出 等 效 電 路 的 參 數(shù) ， 然 后 再 分 別 測 量 出 有源 二 端 口 網(wǎng) 絡(luò) 和 它 的 等 效 電 路 的 伏 安 特 性 ，對 比 兩 個 特 性 曲 線 ， 即 可 得 到 驗 證 結(jié) 果 。 uocRo +_等 效 電 路任 務(wù)

6、二 1.將 疊 加 定 理 電 路 圖 中 電 源 電 壓 調(diào) 至 6V， 負(fù) 載 電 阻 改接 為 R3可 調(diào) 電 阻 ， 裝 置 使 用 的 具 體 方 法 參 見 “實 驗 1.1 元件 的 伏 安 特 性 測 量 ”的 課 件 介 紹 。R o值 保 留 小 數(shù) 點 后 一 位 2.將 電 路 中 白 色 鈕 子 開 關(guān) 置 于 左 側(cè) (或 用 一 根 導(dǎo) 線將 X1、 X2聯(lián) 接 )， 即 將 負(fù) 載 短 路 ， 讀 出 負(fù) 載 RL短 路 電 流 Isc和 電 壓 U(0),再 將 白 色 鈕 子 開 關(guān) 置 于 右 側(cè) (或 拆 除 短 路 導(dǎo)線 )， 即 將 負(fù) 載 RL接

7、入 。 斷 開 負(fù) 載 RL的 一 端 ， 使 得 RL=，測 得 負(fù) 載 開 路 電 壓 Uoc和 電 流 I (0)， 由 開 路 短 路 法 得 出Ro(= )。 IscUoc 3.將 負(fù) 載 RL調(diào) 至 最 大 值 測 出 U和 I， 在 RL=0和 RL最 大 值 之間 對 電 流 (或 電 壓 )均 勻 取 值 (D1D5)寫 入 表 中 ， 以 該 電 流(或 電 壓 )為 參 照 ， 通 過 調(diào) 節(jié) RL分 別 測 出 對 應(yīng) 于 該 電 流 (或電 壓 )值 (D1D5)時 相 應(yīng) 的 電 壓 (或 電 流 )的 值 ， 填 入 表 中 ，完 成 有 源 二 端 口 網(wǎng) 絡(luò)

8、AB的 伏 安 關(guān) 系 表 格 二 的 記 錄 。R L 0 / / / RL最 大 IAB (Isc )(D1) (D2) (D3) (D4) (D5) 0UAB 0 (Uoc)表 二 、 有 源 二 端 網(wǎng) 絡(luò) AB的 伏 安 特 性 測 試 表 4.拆 除 電 路 聯(lián) 線 ， 將 直 流 穩(wěn) 壓 電 源 調(diào) 至 萬 用 表 示 數(shù)為 Uoc， 十 進(jìn) 制 電 阻 調(diào) 為 Ro值 ， 負(fù) 載 電 阻 仍 用 裝 置 上 的R3作 為 RL ,完 成 下 圖 有 源 二 端 網(wǎng) 絡(luò) AB等 效 電 路 實 驗 圖的 聯(lián) 接 。 等 效 電 路 實 驗 圖 5.將 上 面 有 源 二 端 口

9、網(wǎng) 絡(luò)AB的 伏 安 關(guān) 系 表 二 的 參 照 值電 流 (或 電 壓 )的 D1D5抄 入 下面 同 樣 格 式 的 表 格 三 中 ， 通 過調(diào) 節(jié) R L， 測 出 RL從 0 變 化 時 對應(yīng) 的 電 壓 (或 電 流 )值 ， 完 成 等效 電 路 的 伏 安 關(guān) 系 表 格 三 的 記 錄 。 注 意 極 性 RL 0 / / / / IAB (Isc)(D1) (D2) (D3) (D4) (D5) 0UAB 0 (Uoc)表 三 、 等 效 電 路 的 AB伏 安 特 性 測 試 表比 較 表 一 和 表 二 伏 安 關(guān) 系 表 格 ， 在 參 照 值 一 樣 的 情 況 下

10、對 應(yīng) 的 電 壓 值 是 否 相 同 ， 從 而 得 出 戴 維 寧 定 理 驗 證 結(jié) 果 。 1.將 十 進(jìn) 制 電 阻 箱 聯(lián) 接 成 計 算 所 得 的 等 效 電 阻 R o值 ，替 換 實 驗 任 務(wù) 二 中 有 源 二 端 口 網(wǎng) 絡(luò) 的 負(fù) 載 端 的 RL電 阻 ， (即 用 十 進(jìn) 制 電 阻 箱 的 電 阻 作 為 負(fù) 載 RL) 。任 務(wù) 三 2.測 出 電 流 IAB值 。 再 將 十 進(jìn) 制 百 位 電 阻 分 別 調(diào) 小 和調(diào) 大 ， 同 時 記 錄 阻 值 和 對 應(yīng) 的 IAB值 ， 分 別 計 算 出 負(fù) 載 功率 P值 ， 完 成 有 源 二 端 網(wǎng) 絡(luò)

11、 輸 出 功 率 隨 負(fù) 載 變 化 的 表 格 。觀 察 表 格 數(shù) 據(jù) 變 化 規(guī) 律 ， 得 出 當(dāng) R L=Ro時 電 路 輸 出 功 率 最 大從 而 驗 證 了 最 大 功 率 傳 輸 定 理RL (Ro)IABP (Pm ax)表 四 、 負(fù) 載 與 功 率 關(guān) 系 測 試 表 五 、 實 驗 報 告 要 求 1. 畫 出 實 驗 電 路 與 表 格 ， 簡 要 寫 出 電 路 原 理 和 實驗 的 步 驟 。 3. 完 成 有 源 二 端 網(wǎng) 絡(luò) AB的 伏 安 關(guān) 系 表 格 二 與 等 效電 路 的 伏 安 關(guān) 系 的 表 格 三 的 仿 真 記 錄 和 實 測 記 錄 。

12、 在同 一 坐 標(biāo) 系 中 繪 出 它 們 的 伏 安 特 性 曲 線 。 計 算 R o實 驗值 與 理 論 值 誤 差 。 4. 完 成 輸 出 功 率 隨 負(fù) 載 變 化 的 表 格 仿 真 記 錄 和 實 測記 錄 。 畫 出 它 們 關(guān) 系 的 曲 線 。 驗 證 最 大 功 率 傳 輸 定 理 。 2.完 成 驗 證 疊 加 定 理 的 表 格 一 仿 真 記 錄 和 實 測 記錄 ， 并 與 理 論 值 進(jìn) 行 誤 差 計 算 。 六 、 注 意 事 項 本 實 驗 是 直 流 實 驗 ， 接 線 時 注 意 電 源 及 表 計 的 極 性 。 測 量 RL= 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 時 ， 應(yīng) 將 該 電 阻 一 端 斷 開 。 做 任 務(wù) 二 中 等 效 電 路 實 驗 時 ， 不 要 忘 記 先 將 直 流 穩(wěn)壓 電 源 調(diào) 至 萬 用 表 示 數(shù) 為 Uoc， 十 進(jìn) 制 電 阻 調(diào) 為 Ro值 。5.根 據(jù) 測 試 結(jié) 果 ， 得 出 結(jié) 論 。6.完 成 思 考 題 。 為 減 少 測 量 誤 差 ， 注 意 隨 時 切 換 電 流 表 的 量 程 ， 操作 時 注 意 避 免 量 程 保 護(hù) 動 作 。 .