实验三 电压源外特性与戴维宁定理

西京学院实验教学教案首页实验课程：电路分析实验课序：实验时间：教师：许立新一、实验名称电压源外特性与戴维宁定理二、实验目的：1、掌握电压源外特性测试方法2、了解电源内阻对电源输出特性的影响3、验证戴维宁定理，学习用实验方法测量等效电压源的参数三、实验重点、难点重点：电压源外特性测试方法难点：电源内阻对电源输出特性的影响四、器材、设备电路分析实验箱函数信号发生器交流毫伏表数字万用表直流稳压电源双踪示波器实验三电压源外特性与戴维宁定理一、实验目的1、掌握电压源外特性测试方法2、了解电源内阻对电源输出特性的影响3、验证戴维宁定理，学习用实验方法测量等效电压源的参数二、实验器材1、直流稳压电源2、数字式万用表3、电路分析实验箱三、实验原理及参考电路1、电压源外特性电压源外特性也称伏安特性，是对电源输出端电压和电流之间关系的描述电压源等效电路如下图(a)所示，由恒压电源E和内阻Ri串联组(a)+UE1(b)电压源及其外特性成，它的端电压随输出电流的变化而变化。U=E-R.Ii其伏安特性如图所示。对理想电压源，Ri=0,端电压U=E不随输出电流变化。2、戴维宁定理任何一个包含独立电源或非独立电源的线性单口网络，都可以等效为一个电压源。如图所示。其理想电压源UO为网络ab端的开路电压，内阻Ri是在使网络中所有独立电源为零（把独立电压源E短路、独立电流源J断开）而保留非独立电源的情况下，自ab端向网络看进去的等效电阻。+UT线性有源网络等效为电压源1、测量电压源外特性测量方案如图所示，E由稳压电源提供。因为稳压电源内阻很小（毫欧级），比实验电路中的rl值小很多。为突出电源内阻对输出特性的影响，于a、b间串联电阻R,组成虚线方框所示的模拟电压源,其理想电压源电压为E,内阻为R，R的值不同，测得的外特性也不同，可以看出内阻对外特性的影响。电压源外特性的测量V万用表用万用表作指示，调节稳压电源，使其开路电压E=10V，然后按图连接线路。令R=0,按表所列数据从5KQ开始依次改变R值，测量并记L录R上的电压U。表中的电流用间接法测量。L(1) 令R分别等于1500和6800，测量电压U和电流I。表1电压源特性测量数据表R/q测量值5.0004.0003.0002.0001.0000U/VI/mA150U/VI/mA680U/VI/mA2、验证戴维宁定理（1）测量只含独立电源的线性网络外特性按图连接实验电路，E=10V由直流稳压电源提供，按表2所列数据改变R值，用万用表测量R两端电压，测量数据记入表中，根据数据LL表中的数据画曲线，并与实验内容1测量到的直流电压源外特性曲线进行比较，两者形式上是否相同，以证明有源线性网络可以看做为电压源。Il1=1360QHZZI300Q10V240Q1.2KRl/、V.）万用表线性网络A网络A2）戴维宁等效电路的验证根据图网络A的戴维宁等效电路参数U和Ri理论计算值，组成网络OA的戴维宁等效电路，如图所示，图中U用直流稳压电源，注意将直O流稳压电源输出电压调至已计算好的U值。Ri用电阻箱。R在试验OL箱上选，用万用表测量R两端电压，记入表中。根据表中的数据画曲L线，并比较两个曲线。并得出结论。表2验证戴维宁定理实验数据表R/QL1000800600400200100U/VI=U(mA)RL五、讨论题1、一电压源，其U和Ri均未知。试利用负载电阻R等于等效OL电源内阻时，电源电压平均分配在Ri和R上的规律，提出测量RiL的方案。