实验三电压源外特性与戴维宁定理.doc

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串联组成，它的端电压随输出电流的变化而变化U=E-RiI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四、实验内容与步骤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 (1)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2）令R=0，按表所列数据从5KΩ开始依次改变RL值，测量并记录RL上的电压U表中的电流用间接法测量3）令R分别等于150Ω和680Ω，测量电压U和电流I表1 电压源特性测量数据表 RL/KΩ R/Ω 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RL值，用万用表测量RL两端电压，测量数据记入表中，根据数据表中的数据画曲线，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。

2）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UO和Ri理论计算值，组成网络A的戴维宁等效电路，如图所示，图中UO用直流稳压电源，注意将直流稳压电源输出电压调至已计算好的UO值Ri用电阻箱RL在试验箱上选，用万用表测量RL两端电压，记入表中根据表中的数据画曲线，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RL/Ω1000800600400200100U/VI=(mA)五、讨论题1、一电压源，其UO和Ri均未知试利用负载电阻RL等于等效电源内阻时，电源电压平均分配在Ri和RL上的规律，提出测量Ri的方案。