戴維南定理和諾頓定理實驗原理
發布時間:2008/9/17 0:00:00 訪問次數:2571
1.任何一個線性有源網絡,如果僅研究其中一條支路的電壓和電流,則可將電路的其余部分看做是一個有源二端網絡(或稱為有源一端口網絡)。
戴維南定理指出,任何一個線性有源網絡,可以用一個理想電壓源與一個電阻的串聯來等效代替;此時,電壓源的電動勢us等于這個有源二端網絡的開路電壓uoc,其內阻值r0等于該網絡所有獨立源均置零(理想電壓源視為短路,理想電流源視為開路)時等效電阻值req,如圖1所示(關于戴維南定理,可參考教材的相關內容)。
所謂等效是指有源二端網絡的外特性,即在圖1的兩個電路的端口,分別接一同樣的負載,則輸出電流是相同的。
圖1 戴維南定理等效變換示意圖
諾頓定理指出,任何一個線性有源網絡,可以用一個理想電流源與一個電導的并聯組合來等效代替,此電流源的電流is等于這個有源二端網絡的短路電流isc,其電導g0等于該網絡所有獨立源均置零(理想電壓源視為短路,理想電流源視為開路)時的輸入電導。如圖2所示(關于諾頓定理,可參考教材的相關內容)。
圖2 諾頓定理等效變換示意圖
uoc(us)和r0或者isc(is)和g0稱為有源二端網絡的等效參數。
2.有源二端網絡等效參數的測定方法
(1)開路電壓、短路電流法測r0
在有源二端網絡輸出端開路時,用電壓表直接測量其輸出端的開路電壓uco,然后再將其輸出端短路,用電流表測量其短路電流isc,則等效內阻為ro=uoc/isc。當二端網絡的內阻很小時,若將其輸出端口短路,則易損壞其內部元件,因而此時不宜采用該方法。
(2)伏安法測r0
用電壓表、電流表測出有源二端網絡的外特性,根據外特性曲線求出斜率tgφ,則等效內阻r0=tgφ=δu/δi=uoc/isc。也可以先測量開路電壓uoc,再測量電流為額定值in時的輸出端電壓值un,則內阻r0=(uoc-un)/in。
(3)半電壓法測r0
如圖3(a)所示。當負載電壓為被測網絡開路電壓的一半時,負載電阻(由電阻箱的讀數確定)即為被測有源二端網絡的等效內阻值。
也可以用萬用表電阻擋直接在二端網絡端口測量其等值內阻值r0,不過此時應將有源二端網絡內的所有獨立源置零(理想電壓源視為短路,理想電流源視為開路)。
(4)零示法測有源二端網絡開路電壓uoc
在測量具有高內阻有源二端網絡的開路電壓時,用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內阻的影響,往往采用零示測量法,如圖3(b)所示。
零示法測量原理是用一個低內阻的穩壓電源與被測有源二端網絡進行比較,當穩壓電源的輸出電壓與有源二端網絡的開路電壓相等時,電壓表的讀數將為“0”。然后,將電路斷開,測量此時穩壓電源的輸出電壓,即為被測有源二端網絡的開路電壓uoc。
與零示法類似的還有補償法。該方法采用檢流計及補償電路進行測量,因此測量結果也更加準確。
圖3 半點壓法及零示法的原理電路
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)
1.任何一個線性有源網絡,如果僅研究其中一條支路的電壓和電流,則可將電路的其余部分看做是一個有源二端網絡(或稱為有源一端口網絡)。
戴維南定理指出,任何一個線性有源網絡,可以用一個理想電壓源與一個電阻的串聯來等效代替;此時,電壓源的電動勢us等于這個有源二端網絡的開路電壓uoc,其內阻值r0等于該網絡所有獨立源均置零(理想電壓源視為短路,理想電流源視為開路)時等效電阻值req,如圖1所示(關于戴維南定理,可參考教材的相關內容)。
所謂等效是指有源二端網絡的外特性,即在圖1的兩個電路的端口,分別接一同樣的負載,則輸出電流是相同的。
圖1 戴維南定理等效變換示意圖
諾頓定理指出,任何一個線性有源網絡,可以用一個理想電流源與一個電導的并聯組合來等效代替,此電流源的電流is等于這個有源二端網絡的短路電流isc,其電導g0等于該網絡所有獨立源均置零(理想電壓源視為短路,理想電流源視為開路)時的輸入電導。如圖2所示(關于諾頓定理,可參考教材的相關內容)。
圖2 諾頓定理等效變換示意圖
uoc(us)和r0或者isc(is)和g0稱為有源二端網絡的等效參數。
2.有源二端網絡等效參數的測定方法
(1)開路電壓、短路電流法測r0
在有源二端網絡輸出端開路時,用電壓表直接測量其輸出端的開路電壓uco,然后再將其輸出端短路,用電流表測量其短路電流isc,則等效內阻為ro=uoc/isc。當二端網絡的內阻很小時,若將其輸出端口短路,則易損壞其內部元件,因而此時不宜采用該方法。
(2)伏安法測r0
用電壓表、電流表測出有源二端網絡的外特性,根據外特性曲線求出斜率tgφ,則等效內阻r0=tgφ=δu/δi=uoc/isc。也可以先測量開路電壓uoc,再測量電流為額定值in時的輸出端電壓值un,則內阻r0=(uoc-un)/in。
(3)半電壓法測r0
如圖3(a)所示。當負載電壓為被測網絡開路電壓的一半時,負載電阻(由電阻箱的讀數確定)即為被測有源二端網絡的等效內阻值。
也可以用萬用表電阻擋直接在二端網絡端口測量其等值內阻值r0,不過此時應將有源二端網絡內的所有獨立源置零(理想電壓源視為短路,理想電流源視為開路)。
(4)零示法測有源二端網絡開路電壓uoc
在測量具有高內阻有源二端網絡的開路電壓時,用電壓表直接測量會造成較大的誤差。為了消除電壓表內阻的影響,往往采用零示測量法,如圖3(b)所示。
零示法測量原理是用一個低內阻的穩壓電源與被測有源二端網絡進行比較,當穩壓電源的輸出電壓與有源二端網絡的開路電壓相等時,電壓表的讀數將為“0”。然后,將電路斷開,測量此時穩壓電源的輸出電壓,即為被測有源二端網絡的開路電壓uoc。
與零示法類似的還有補償法。該方法采用檢流計及補償電路進行測量,因此測量結果也更加準確。
圖3 半點壓法及零示法的原理電路
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