实验三 电压源外特性与戴维宁定理

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1、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

2、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

3、）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(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

4、量。L(3) 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=1360 QHZZI300 Q10V240 Q1.2KR

5、l /、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 Ri L的方案。