戴维南定理和诺顿定理实验原理

　　1．任何一个线性有源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络（或称为有源一端口网络）。

　　戴维南定理指出，任何一个线性有源网络，可以用一个理想电压源与一个电阻的串联来等效代替；此时，电压源的电动势U_S等于这个有源二端网络的开路电压U_OC，其内阻值R₀等于该网络所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时等效电阻值R_eq，如图1所示（关于戴维南定理，可参考教材的相关内容）。

　　所谓等效是指有源二端网络的外特性，即在图1的两个电路的端口，分别接一同样的负载，则输出电流是相同的。

           图1  戴维南定理等效变换示意图

    诺顿定理指出，任何一个线性有源网络，可以用一个理想电流源与一个电导的并联组合来等效代替，此电流源的电流IS等于这个有源二端网络的短路电流I_SC，其电导g₀等于该网络所有独立源均置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）时的输入电导。如图2所示（关于诺顿定理，可参考教材的相关内容）。

      图2 诺顿定理等效变换示意图

　　U_OC(U_S)和R₀或者I_SC(I_S)和g₀称为有源二端网络的等效参数。

　　2．有源二端网络等效参数的测定方法

　　（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，用电压表直接测量其输出端的开路电压U_CO，然后再将其输出端短路，用电流表测量其短路电流I_SC，则等效内阻为R_O＝U_OC/I_SC。当二端网络的内阻很小时，若将其输出端口短路，则易损坏其内部元件，因而此时不宜采用该方法。

　　（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，根据外特性曲线求出斜率tgΦ，则等效内阻R0＝tgΦ＝ΔU/ΔI＝U_OC/I_SC。也可以先测量开路电压U_OC，再测量电流为额定值I_N时的输出端电压值U_N，则内阻R₀＝(U_OC-U_N)/I_N。

　　（3）半电压法测R₀

　　 如图3(a)所示。当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。

　　也可以用万用表电阻挡直接在二端网络端口测量其等值内阻值R0，不过此时应将有源二端网络内的所有独立源置零（理想电压源视为短路，理想电流源视为开路）。

　　（4）零示法测有源二端网络开路电压U_OC

　　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的误差。为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图3(b)所示。

　　零示法测量原理是用一个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，电压表的读数将为“0”。然后，将电路断开，测量此时稳压电源的输出电压，即为被测有源二端网络的开路电压Uoc。

　　与零示法类似的还有补偿法。该方法采用检流计及补偿电路进行测量，因此测量结果也更加准确。

图3 半点压法及零示法的原理电路