电流数值范围。
图 2.2.4 基于μA741的简易电流源
RL 1kΩ 1kΩ +12V μA741 510Ω 1kΩ (2)简易电流源的特性测试
按图2.2.5接线,Is为上述制作的简易电流源,调节其输出为10mA,令R0分别为1kΩ和∞(即接入和断开),调节电位器RL(从0至1000Ω),测出这两种情况下的电压表和电流表的读数,填入表2.2.3和表2.2.4。
图 2.2.5 电流源特性的测试线路图
表2.2.3 R0=∞
RL U (V) I(mA) 1000 800 600 400 300 200 100
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表2.2.4 R0=1kΩ
RL U (V) I(mA) 1000 800 600 400 300 200 100
3. 测定电源等效变换的条件
先按图2.2.6(a)线路接线,记录线路中两表的读数。然后利用图2.2.6(a)中右侧的元件和仪表,按图2.2.6(b)接线。调节简易电流源的输出电流IS,使两表的
读数与2.2.6(a)时的数值相等,记录Is之值,验证等效变换条件的正确性。(注意:简易电流源接入电路之前应先将电流调至最小。)
图 2.2.6 电压源和电流源等效变换
- + + mA - + 200Ω + mA - + I S U S 6V R S 300Ω V - - R S 300Ω + 200Ω V - (a)
(b) 五、实验注意事项
1.在测电压源外特性时,不要忘记测空载时的电压值, 测电流源外特性时,不要忘记测短路时的电流值,注意电流源负载电压不超过12伏。
2.测量各支路电流时,或者用电压表测量电压降时,应注意仪表的极性,正确判断测得值的+、-号后,记入数据表格。
3.注意仪表量程的及时更换。
4.保留制作的简易电流源,实验三要再次使用。 六、预习思考题
通常直流稳压电源的输出端不允许短路,直流电流源的输出端不允许开路,为什么?
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七、实验报告
1.根据实验数据绘出电源的四条外特性曲线,并总结、 归纳各类电源的特性。
2.从实验结果,验证电源等效变换的条件。 3.归纳、总结实验结果
实验三 戴维宁定理
一、实验目的
1、通过实验证明戴维宁定理,加深对该定理的理解。 2. 掌握测量有源二端网络等效参数的方法。
二、原理说明
1. 任何一个线性含源网络,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作是一个有源二端网络(或称为含源一端口网络)。 2、戴维宁定理指出:任何一个线性有源网络,总可以用一个等效电压源来代替,此电压源的电动势Es等于这个有源二端网络的开路电压UOC,其等效内阻R0等于该网络中所有独立源均置零(理想电压源视为短接,理想电流源视为开路)时的等效电阻。
UOC和R0称为有源二端网络的等效参数。
有源二端网络等效参数的测量方法: (1) 开路电压、短路电流法
在有源二端网络输出端开路时,用电压表直接测其输出端的开路电压UOC,然后再将其输出端短路,用电流表测其短路电流ISC,则内阻为
RO=
(2) 伏安法
用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性如图2.3.1所示。根据外特性曲线求出斜率tgφ,则内阻
R0=tgφ=
ΔUΔI?UOCISCUOC ISC
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用伏安法,主要是测量开路电压及电流为额定值IN时的输出端电压值UN,则内阻为
R0?Uoc?UN IN 若二端网络的内阻值很低时,则不宜测其短路电流。
图 2.3.1 伏安法 图 2.3.2 半电压法
(3) 半电压法
如图2.3.2所示,当负载电压为被测网络开路电压一半时,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。 (4) 零示法
在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时,用电压表进行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2.3.3所示。
图 2.3.3 零示法
零示法测量原理是用一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。
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三、实验设备
序号 名 称 1 2 3 4 5 6 7 8 可调直流稳压电源 可调直流电流源 万用表 电阻 电阻 电阻 变阻器 通用实验线路板 型号与规格 两路0~30V 4~12mA 10Ω 330Ω 510Ω 1kΩ 数量 备 注 1 1 1 1 1 2 1 1 自制 RL 四、实验内容
1、在通用实验线路板上搭建如图2.3.4(a)所示的有源二端网络。
(a) (b)
图 2.3.4 实验线路及戴维宁等效电路
2、用开路电压、短路电流法测定戴维宁等效电路的UOC和R0。
按图2.3.4(a)电路接入稳压电源ES和自制电流源IS及可变电阻器RL,测定 UOC和R0,填入表2.3.1。
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