회로분석 실험보고서에 대하여
테브난 정리와 최대 전력 전달 조건
1. 실험 목적
1. 테브난 정리의 정확성을 검증하기 위해 실험적 방법을 사용합니다.
2. 소스가 있는 선형 1포트 네트워크의 등가회로 매개변수 측정 방법을 알아봅니다.
3. 최대 전력 전달 조건을 확인합니다.
2. 원리 및 설명
1. 테브난의 정리
모든 선형 소스 및 포트 네트워크의 경우 외부 회로에 이상적인 활성 분기는 다음과 같습니다. 그림 3-1과 같이 직렬로 연결된 전압 소스와 저항이 대신 사용됩니다. 이상적인 전압원의 전압은 원래 네트워크 포트의 개방 회로 전압 UOC와 동일하며 저항은 원래 네트워크의 모든 독립 전원 공급 장치가 0일 때 입력 끝의 등가 저항 R0와 같습니다.
2. 등가 저항 R0
알려진 선형 소스가 포함된 1포트 네트워크의 경우 입력 등가 저항 R0은 원래 네트워크 또는 실험을 통해 계산할 수 있습니다. 몇 가지 측정 방법이 아래에 소개됩니다.
방법 1: Thevenin의 정리와 Norton의 정리에 따르면:
따라서 1포트 네트워크의 개방 전압 UOC와 단락 전류 ISC가 포함되는 한 소스를 측정하면 R0을 얻을 수 있습니다. 이 방법이 가장 쉽습니다. 그러나 이 방법은 외부 회로의 직접적인 단락을 허용하지 않는 네트워크(예: 과도한 단락 전류로 인해 네트워크 내부 장치가 손상될 수 있는 경우)에는 사용할 수 없습니다.
방법 2: 소스가 포함된 포트 네트워크의 개방 회로 전압 UOC를 측정한 후 부하 저항 RL을 포트에 연결한 다음 부하 저항의 단자 전압 URL을 측정합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
p>입력 등가 저항은 다음과 같습니다.
방법 3: 활성 1포트 네트워크의 모든 독립 전원 공급 장치를 0으로 설정한 다음 포트에 지정된 전압 U를 추가하고 측정합니다. 전류 I(그림 3-2a 참조), 그러면:
또한 전류 소스 I'를 포트에 연결하고 포트 전압 U'(그림 3-2a 참조)를 측정할 수도 있습니다. 그림 3-2b), 그러면 :
3. 최대 전력 전송 조건
내부 저항 ro를 갖는 전원 공급 장치는 RL에 전원을 공급하며 그 전력은 다음과 같습니다.
전원 공급 장치로부터 RL을 얻으려면 최대 전력의 최적 값을 얻기 위해 RL에 대한 전력 P를 유도하고 그 도함수를 0으로 만들 수 있습니다.
해법은 다음과 같습니다. RL=r0
최대 전력은 다음과 같습니다.
p>
즉, 부하 저항 RL이 전원 공급 장치로부터 최대 전력을 얻기 위한 조건은 부하 저항 RL이 동일하다는 것입니다. 전원 공급 장치의 내부 저항 r0에 연결합니다.
3. 기기 및 장비
전기 실험 장비: DG011, DY031, DG053
4. 선형 소스 1포트 네트워크의 외부특성
그림 3-3과 같이 배선을 연결하고 저항 RL값을 변경하여 해당 전류 및 전압값을 측정하여 표 3-1의 데이터를 입력한다. . 측정 결과에 따르면 Thevenin에 해당하는 등가 매개변수 Uoc 및 Isc가 얻어집니다.
표 3-1 소스가 있는 선형 1포트 네트워크의 외부 특성
RL(Ω) 0 단락 100 200 300 500 700 800 fin 개방 회로
I( mA)
U( V )
2. 등가 저항 Ro를 구합니다.
원리와 설명 2에 소개된 세 가지 방법을 사용하여 R을 구합니다. . , 그리고 그 결과를 표 3-2에 채운다. 방법 (1)과 방법 (2)의 데이터는 표 3-1과 같다. 그림 3-4에는 방법 (3)의 실험회로가 나타나 있다.
표 3-2 등가 저항 R0
방법 1 2 3
R0 (KΩ)
R0의 평균값
p>
3. 테브낭 등가 회로
그림 3-4를 사용하여 그림 3-5와 같이 테브낭 등가 회로를 구성합니다. 여기서 U0= R0=입니다.
외적 특성 U=f(I)를 측정합니다. 표 3-3에 데이터를 입력합니다.
표 3-3 테브냉 등가회로
RL(Ω) 0 단락 100 200 300 500 700 800 ∨ 개방회로
I(mA)
I(mA)
p >
U( V )
4. 최대 전력 전송 조건
1. 표 3-3의 데이터를 바탕으로 RL에 따른 전력 변화 곡선을 계산하고 그립니다. : P=f(RL).
2. P=f(RL) 곡선을 관찰하여 최대 전력 전송 조건이 올바른지 확인하십시오.
VI. 보고 요구사항
1. 실험 1과 3의 측정 결과를 바탕으로 동일한 그래프 용지에 외부 특성 곡선 U=f(I)를 그려 분석합니다. . 비교하다.
2. 실험 콘텐츠 2의 요구 사항을 완료합니다.