电路分析基础实验-实验指导书2015(7)

六、注意事项：

1、预习教材中相关部分。阅读实验指导书，了解实验原理、内容与步骤。 2、注意实验电源的正负极性。

3、在换接电路时,应先断开关电源开关。 七、思考题：

1、理想电流源和理想电压源之间能否等效变换?为什么? 2、实际电流源和实际电压源之间等效变换条件是什么?

R1 100 RE 470 E B C IC 断开 IL 断开 R2 150 R4 10 断开 R3 150 断开 RL 1K

- 3V + - 15V U2

+

U1

要求：

实验三 电源的等效变换实验板电路

1、测出固定电阻的实际电阻值，电位器阻值按电路要求调节。 2、用万用表测好稳压电源电压，再接入电路中。 3、注意拨键开关的位置，开为断开位置。 4、不能用鳄鱼夹直接夹插座上，必须用导线接入。

5、本实验所用的三极管是9013-NPN低频功率放大管。 6、“图五(a) ”中的两个电流表是在电路电不同的位置测出的结果也不相同，证明电流“IC”是理想电流源，它不会随负载变化而变化，电流“IL”是实际电流源，它会随负载变化而变化，测量时可作一比较。

7、“图六”中电压等效电路中，表示在理想电压源串

ebcS9013 正 面bec接一只150Ω电阻就组成了实际电压源，Us是电压。“UC”是指串入包括电阻“RS”在内并是无负载时的外电路电压“US”，而“US”的电压可以通过UC=ICRS公式来计算出。

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2.3 实验四 戴维南定理与叠加定理

一、实验目的

1、通过实验加深了解戴维南定理与叠加定理。 2、学习测量线性有源二端网络等效电路参数的方法。 二、实验设备及用具

晶体管稳压电源 一台 万用表 一只

示波器 一台 自制电路实验板 一块 三、实验的基本原理 1、戴维南定理：

任何一个含独立电源、线性电阻和受控源的二端网络，对外电路来说，可以用一个电压源和电阻的串联组合来等效置换，该电压源的电压等于二端网络的开路电压，而电阻等于二端网络的全部独立电源置零后的输入电阻。 2、叠加定理：

在线性电阻电路中，任一支路电流（或支路电压）都是电路中各个独立电源单独作用时在该支路产生的电流（或电压）之叠加。 3、测量戴维南电路等效电阻

测量含源二端网络的开路电压UOC和短路电流ISC，则戴维南电路等效电阻为：Req=UOC∕ISC

将含源二端网络化为无源二端网络，在这无源二端网络的端口处加上电压Ui的电压源，测量端口电流Iin，则戴维南电路等效电阻为：Req=Ui∕Iin 四、实验内容、要求及步骤

该实验用不同测量方法验证戴维南定理、叠加定理。

1、叠加定理的验证: 实验电路如图1所示。图中需设定电流I1、I2、I3的参考方向。

R1

I1+US1-3VK1200mAamAR3

500I2K2+US26V-mA200R2

I3b 图1 叠加定理实验电路

图1中K1、K2是双刀双掷开关，用K1、K2可以分别控制电压源US1、US2在实验电路

中的接入，按照分别接入US1、US2以及一起接入US1、US2三种情况测量电流I1、I2 、I3 的

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值分别填入表1中。根据表1中的实验数据，验证叠加定理。

1）US1单独作用，US2短路，电流I1、I3为正，I2为负。 2）US2单独作用，US1短路，电流I2、I3为正，I1为负。 3）US1、US2共同作用，电流I1、I2、I3均为正。

表1 叠加定理数据记录表 用数字万用表 I1(mA) I2(mA) I3(mA) 基尔霍夫定律测量电流 ∑I US1单独作用 US2单独作用 US1、US2共同作用 US1与US2单独作用叠加值 误差(%)

注：误差（%）=（共同作用值--叠加值）/共同作用值

2、戴维南定理的等效验证

归纳、总结实验结果，并分析产生误差的原因。

1）测量戴维南电路（有源二端网络）中等效内阻（自制表格并计算內阻R0值） 根据不同的精度要求和测量条件，有源二端网络参数有不同的测量方法。 方法一（开路短路法）

在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测量其开路电压UOC，然后再用电流表测量其短路电流ISC，则可计算出有源二端网络等效内阻RO：

RO=UOC∕ISC

这种方法适用于网络等效内阻较大，而短路电流不超过额定值的情况。 方法二（两次电压测量法）

实验电路如图3所示, 先测量ab开路电压UOC , 然后在ab端接上一个电阻R ,再测量ab电压U1, 则ab端等效内阻RO为: RO = (UOC∕U1-1)R

等效内阻 R1 R3 a 200Ω 510Ω R+ 0 R2 U+ UOC 200Ω 6V OC ISC - - b 图3 有源二端网络测试电路

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S2

U

3、戴维南电路中功率的测定：有源二端网络的伏安特性（请按表格中的要求计算出P值功率变化）

图2 戴维南定理实验电路

该实验电路可由上一个实验如图1所示的电路去掉双刀双掷开关，用负载电阻RL置换US1改造而成，实验电路如图2所示。电路中的电源只有US2 单独作用，再由小到大依次调节可变电阻RL使其分别为表2中所示和最大功率输出的电阻值，记录电流（压）表中相对应的读数并填入表2中。

表2 RL(Ω) 测量值I l (mA) 测量值Uab (V) 计算值P (mw) 200 300 R0= 400 500 600 RLbILmAa200510R2 200+6VUS2-

根据表2中的试验数据，绘制功率传输曲线。证明负载上获得最大功率的条件。 六、思考题

1、应用测量有源二端网络等效内阻的方法一时，用电流表测量其短路电流ISC，这种方法适用于什么情况?

2、验证叠加定理时，如果实际电压源的内阻不能忽略，实验该如何进行? 七、注意事项

1、复习教材中的相关部分。阅读实验指导书，了解实验原理、内容与步骤。

2、直流稳压电源不可短接。改接线路时，要关掉电源。

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a + 断开 断开 断开 IL US1 3V 断开 R1 200 I1 I3 I2 R3 510 + 断开 - RL 1K b R2 200 R4 10 US2 6V 断开 -

实验四 戴维南定理与叠加定理实验板电路

要求：

1、测出固定电阻的实际电阻值，电位器阻值按电路要求调节。 2、用万用表测好稳压电源电压，再接入电路中。 3、注意拨键开关的位置，开为断开位置。 4、不能用鳄鱼夹直接夹插座上，必须用导线接入。

5、测量叠加定理，US1单独作用时，US2闭合短路并断开稳压电源；US2单独作用时，US1也一样。

6、注意实验电路的参考方向，与参考方向一致时为正、与参考方向相反时为负。

7、戴维南电路中功率的测定，US1断开并去掉稳压电源，接入负载RL 。ab两端电压就是负载电压Uab ，此时I1= IL ，断开I1开关测量的电流就是IL 。

8、开路短路法测量，需断开负载。

实验时应注意：

1、电源电压US1、US2分别单独作用时，测量各元件对应的电流之和应该等于电源电压US1、US2同时作用时的电流叠加值，为什么？

3、除书中介绍“R0”几种方法测量外，你还能用哪几种方法测量“R0”，试分析一下等效电阻“R0”测量方法在实际电路中的应用。

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2、也可以自己设计一个有源二端网络进行测量并画出实际的实验测试电路图。

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