实验三 受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS
的实验研究
一、实验目的
通过测试受控源的外特性及其转移参数，进一步理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和理解。 二、原理说明
1、 源有独立电源（如电池、发电机等）与非独立电源（或称为受控源）之分。受控源与独立电源的不同之处是：独立源的电势ES或电流IS是某一固定的数值或是某一时间的函数；它不随电路其余部分的状态而变，而受控源的电势或电流则是随电路中另一支路的电压或电流而变的一种电源。受控源又与无源元件不同，无源元件两端的电压和它自身的电流有一定的函数关系；而受控源的输出电压或电流则和一支路的电压或电流有某种函数关系。 2、 立源与无源元件是二端元件，受控源则是四端元件，或称为以口元件，它有一对输入端（U1，I1）和一对输出端（U2，I2）。输入端用以控制电压或电流的大小，施加于输入端的控制量可以是电压或电流，因而有两类受控电流源VCCS和电流控制电流源CCCS）。控制电压源（CCVS）和两类受控电流源（即电压控制电流源VCCS和电流控制电流源（CCCS）。 3、 控源的电压（或电流）与控制支路的电压（或电流）成正比变化时，则该受控源是线性受控源。
理想受控源的控制支路中只有一个独立变量（电压或电流），另一个独立变量等于零，即从输入口看，理想受控源或者是短路（即输入电阻R1＝0，因而U1＝0）或者是开路（即输入电导G1＝0，因而输入电流I1＝0）；从输出口看，理想受控源或者是一个理想电压源或者是一个理想电流源，如图3－1所示
4、 源的控制端与受控端的关系式称为转移函数。
四种受控源的定义及其转移函数参量的定义如下：
（1）电压源（VCVS），U2=f(U1)，μ= U2 /U1 称为转移电压比（或电压增益）。 （2）压控电流源（VCCS），I2=f(U1)，g= I2 /U1 称为转移电导。 （3）流控电压源（CCVS），U2=f(I1)，r= U2 /I1 称为转移电阻。
（4）流控电流源（CCCS），I2=f(I1)，α= I2 / I1 称为转移电流比（或电流增益）。
三、预习思考题
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1、受控源的独立源的相比有何异同点？比较四种受控源的代号、电路模型、控制量与被控量的关系如何？
2、四种受控源中的r,g,α,和μ的意义是什么？如何测得？ 3、若受控源控制量的极性反向，试问其输出极性是否发生变化？ 4、受控源的控制特性是否适合于交流信号？ 四、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 直流数字毫安表 直流数字电压表 可调直流稳压电源 可调直流恒流源 受控源 电阻器 可变电阻箱 型号与规格 0～30V VCVS，VCCS，CCVS，CCCS 2K 0～99999.9 DG09 DG06 DG04 备注 D31 五、实验内容
1、 测量受控源VCVS的转移特性（以称电压传输特性）U2=f(U1)及负载特性U2=f(RL)。按图3－2接入电压源U1和负载RL。
（1）固定RL＝2KΩ，调节稳压电源输出电压U1，测出的U2值，列表 U（ 0 1V）U（ 2V）1 2 3 4 5 6 7 8 在方格纸上绘出电压传输特性曲线U2=f(U1)，并在其线性部分求出转移电压比 。
（2）保持U1=2V，调节可变电阻箱RL的阻值，测相应的IL及U2，绘制负载特性曲线U2=f(RL)。
RL（Ω） 50 IL（mA） U2（V） 负载RL。
（1）固定RL＝2KΩ，调节稳压源的输出电压U1，测出相应的IL的值，绘制IL=f(U1)曲线，并由其线性部分求出转移电导g。 U1（V） 0.2 IL（mA） 0.5 1.0 1.5 7
70 100 200 300 400 500 10K 2、测量受控源VCCS的转移特性IL=f(U1)及负载特性IL=f(RL)，按图3－3接入电压源U1和
2.0 2.5 3.0 3.5 （2）保持U1=2V，令RL从大到小变化，测出相应的IL及U2绘制IL=f(RL)曲线。 RL（KΩ） 50 IL（mA） U2（V）
3、测量受控源CCVS的转移特性U2=f(I1)与负载特性U2=f(RL)，按图3－4接入电流源IS和负载RL。
20 10 8 4 2 1
（1）固定RL＝2KΩ，调节恒流源的输出电流IS，使其在0.05－0.7mA范围内取8个数值，测出U2，绘制U2=f(I1)曲线，并由线性部分求出转移电阻r。 I（ SmA）U2（V）
（2）保持IS=0.5mA，令RL从1KΩ增至8KΩ，测出IL及U2，绘制U2=f(RL)曲线。 R（ 1 LKΩ）IL（mA） U2（V）
4、测量受控源CCCS的电流转移特性IL=f(I1)及其负载特性IL=f(RL)。按图3－5接入电流源IS和负载RL。
（1）固定RL＝2KΩ，调节恒流源的输出电流IS。使其在0.05－0.7 mA范围内取8个数，测出IL，绘制IL=f(I1)曲线，并在其线性部分求出转移电流比α。 IS（mA） IL（mA） 线。 R（ LKΩ）IL（mA） U2（V） 六、验注意事项
1、 受控源正常工作需要将直流电源开关打开。
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2 3 4 5 6 7 8 （2）保持IS=0.5mA，令RL从0，100Ω，200Ω增至80KΩ，测出IL及U2，绘制IL=f(RL)曲
2、 拆接线时，必须事先断开供电电源，但不必关闭电源总开关。 3、 用恒流源供电的实验中，不要使恒流源的负载开路。 七、实验报告
1、根据实验数据，在方格纸上分别绘出受控源的转移和负载特性曲线，并求出相应的转移参量。
2、对预习思考题作必要的回答。
3、对实验的结果做出合理地分析和结论，总结对四种受控源的认识和理解。 4、心得体会及其他。
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实验四 基尔霍夫定律和叠加定理
一、实验目的
1、 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。
2、 验证线性电路叠加原理的正确性，从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。 3、学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。 二、原理说明
基尔霍夫定律是电路的基本定律，测量某电路的各支路电流及多个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律和电压定律，即对电路中的任一节点而言，应有∑I=0；对任何一个闭合回路而言，应有∑U=0。
叠加定理指出：在有几个独立源共同作用下的线性电路中，通过每一个元件的电流或其两端的电压，可以看成是由每一个独立源单独作用时在该元件上所产生的电流或电压的代数和。
线性电路的齐次性是指当激励信号（某独立源的值）增加或减小K倍时，由该激励产生的响应（即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值）也将增加或减小K倍。
运用上述定律时，必须注意预先设定电流的参考方向和电压的参考极性。 三、预习思考题
1、 根据图4－1的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，并记
入表中，以便实验测量时，可正确地选定毫安表和电压表的量程。
被测量 计算值 接R5 I1 I2 I3E1E2UFAUAB（V） UADUDE
UCD（mA） （mA） （mA） （V） （V） （V） （V） （V） （V） 接二极管 四、实验设备 注意：R5在不同的实验箱上取值有所不同，注意记录。
序号 1 2 3 名称 直流数字毫安表 直流数字电压表 直流稳压电源 10
型号与规格 6V，12V 备注 D31 DG04