实验三戴维南定理的验证一。实验目的1.验证和巩固戴维南定理。2．学会测量线性有源二端网络等效电路参数的方法。3.验证负载获得最大功率的条件。二，实验原理与说明1.任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为E的理想电压和内阻Ro串联的电源来等效代替图3-1所示。等效电源的电动势E就是有源二端网络的开路电压Uoc，即将负载断开后a、b两端之间的电压。等效电源的内阻R。等于有源二端网络中所有电源均除去（将各个理想电压源短路，即其电动势为零：将各个理想电流源开路，即其电流为零），后所得到的无源网络a、b两端之间的等效电阻。28T盒网Etu+uIRL无络DRob(a)(b)图3-1 等效电源2.二端网络入端等效电阻R。的求法：(1）计算法：将二端网络所有独立电源为零，求得无源网络电阻即为入端等效电阻Ro.(2）测量法：测量含源二端网络的开路电压U。和短路电流Isc，则：R=LeIsc三实验内容及步骤1.测量含源二端网络的外伏安特性：实验线路如图3-2所示。Ui=25V，图中RL为可变电阻，C、D两端左侧为二端网络。11
11 实验三 戴维南定理的验证 一．实验目的 1．验证和巩固戴维南定理。 2．学会测量线性有源二端网络等效电路参数的方法。 3．验证负载获得最大功率的条件。 二．实验原理与说明 1．任何一个有源二端线性网络都可以用一个电动势为 E 的理想电压和内阻 R0串联 的电源来等效代替图 3-1 所示。等效电源的电动势 E 就是有源二端网络的开路电压 Uoc， 即将负载断开后 a、b 两端之间的电压。等效电源的内阻 Ro等于有源二端网络中所有电源 均除去（将各个理想电压源短路，即其电动势为零；将各个理想电流源开路，即其电流 为零），后所得到的无源网络 a、b 两端之间的等效电阻。 (a) (b) 图 3-1 等效电源 2．二端网络入端等效电阻 Ro的求法： (1) 计算法：将二端网络所有独立电源为零，求得无源网络电阻即为入端等效电阻 R0。 (2) 测量法：测量含源二端网络的开路电压 Uoc和短路电流 ISC，则： oc o SC U R I = 三．实验内容及步骤 1．测量含源二端网络的外伏安特性： 实验线路如图 3-2 所示。U1=25V，图中 RL为可变电阻，C、D 两端左侧为二端网络
接通电源后，调节可变电阻R，使其值分别为表3-1中所示值，测量其相应的电压、电流值记入表3-1中。（Ri=0时的电流Isc为短路电流）ABC1SiS2R1R2U11R3R4RsT图3-2DFE2.测量含源二端网络的戴维南等效电路参数：（1）测量C、D两端的开路电压Uoc。Uoc（2）直接测等效电阻或Ri=Ro=Isc（3）利用上述测得的Uoc和R。构成有源二端网络的戴维南等效电路如图3-3所示。RL值按表3-2中所示，测出相应的电压和电流值填3-2中。12
12 接通电源后，调节可变电阻 RL使其值分别为表 3-1 中所示值，测量其相应的电压、 电流值记入表 3-1 中。（RL=0 时的电流 ISC为短路电流） 2．测量含源二端网络的戴维南等效电路参数： （1）测量 C、D 两端的开路电压 UOC。 （2）直接测等效电阻或 （3）利用上述测得的 UOC 和 Ro构成有源二端网络的戴维南等效电路如图 3-3 所示。 RL值按表 3-2 中所示，测出相应的电压和电流值填 3-2 中。 OC i o SC R R U I = =
图3-3戴维南等效电路（4）将表3-1和表3-2中的资料进行比较，验证戴维南定理。表 3-1RL(Q5001K1.5K2K2.5K开路0I(mA)Uab(V)表3-2RL(Q05001K1.5K2K2.5K开路)I(mA)Uab(V)3.当负载电阻R，等于电源内阻R.时，电源供给负载的功率为最大，也即负载获得U.2最大功率。其表达式为：Pmas4R.绘出含源二端网络输出功率P与负载电阻RL之间关系的曲线，从而证明负载获得最大功率的条件。四。实验仪器1 台1.直流稳压电源1只2.直流电压表1只3.直流毫安表13
13 图 3-3 戴维南等效电路 （4）将表 3-1 和表 3-2 中的资料进行比较，验证戴维南定理。 表 3-1 RL(Ω ) 0 500 1K 1.5K 2K 2.5K 开路 I(mA) Uab(V) 表 3-2 RL(Ω ) 0 500 1K 1.5K 2K 2.5K 开路 I(mA) Uab(V) 3．当负载电阻 RL等于电源内阻 Ro时，电源供给负载的功率为最大，也即负载获得 最大功率。其表达式为： 2 oc max o 4 U P R = 绘出含源二端网络输出功率 P 与负载电阻 RL之间关系的曲线，从而证明负载获得最 大功率的条件。 四．实验仪器 １．直流稳压电源 １台 ２．直流电压表 １只 ３．直流毫安表 １只
1块4.直流实验板5.电阻箱1只五，实验报告要求1.在同一坐标平面上作出原含源二端网络和各等效网络的伏安特性曲线，并加以分析比较。2.回答思考题。六。思考题在求含源二端网络等效电路中的R。时，如何理解原网络中所有独立电源为零值”？实验中怎样将独立电源置零？14
14 ４．直流实验板 １块 ５．电阻箱 1 只 五．实验报告要求 1．在同一坐标平面上作出原含源二端网络和各等效网络的伏安特性曲线，并加以分 析比较。 2．回答思考题。 六．思考题 在求含源二端网络等效电路中的 Ro时，如何理解“原网络中所有独立电源为零值”？ 实验中怎样将独立电源置零？
实验四受控源特性的研究一实验目的1.通过实验加深对受控源概念的理解。2.通过对电压控制电压源（VCVS）和电压控制电流源（VCCS）的测试，加深对两种受控源的受控特性及负载特性的认识。3.通过实验熟悉运算放大器的使用。二，实验原理受控源是对某些电路组件物理性能的模拟，反映电路中某条支路的电压或电流受另一条支路的电压或电流控制的关系。测量受控量与控制量的变化而变化，与外接负载无关。根据控制量与受控量的不同，受控源可分为四种类型。即：电压控制电压源（VCVS）；电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电流源（CCCS）。电路模型如图4-1所示。u2ui1图 4-11.受控源可以用运算放大器来实现。运算放大器是一种高增益，高输入阻抗和低输出阻抗的放大器。常用图4-2(a)所示电路符号表示，其等效电路模型如图4-2(b)所示。它有两个输入端、一个输出端和一个对输入和输出信号的参考接地端。两个输入端中一个叫同相输入端，另一个叫反相输入端。所谓同相输入端是指：当反相输入端电压为零时，输出电压的极性和该输入端的电压极性相同，同相输入端在电路符号上用“+”号表示。15
15 实验四 受控源特性的研究 一．实验目的 1．通过实验加深对受控源概念的理解。 2．通过对电压控制电压源（VCVS）和电压控制电流源（VCCS）的测试，加深对两 种受控源的受控特性及负载特性的认识。 3．通过实验熟悉运算放大器的使用。 二．实验原理 受控源是对某些电路组件物理性能的模拟，反映电路中某条支路的电压或电流受另 一条支路的电压或电流控制的关系。测量受控量与控制量的变化而变化，与外接负载无 关。 根据控制量与受控量的不同，受控源可分为四种类型。即：电压控制电压源（VCVS）； 电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电流源（CCCS）。电路 模型如图 4-1 所示。 图 4-1 1．受控源可以用运算放大器来实现。运算放大器是一种高增益，高输入阻抗和低输 出阻抗的放大器。常用图 4-2(a)所示电路符号表示，其等效电路模型如图 4-2(b)所示。它 有两个输入端、一个输出端和一个对输入和输出信号的参考接地端。两个输入端中一个 叫同相输入端，另一个叫反相输入端。所谓同相输入端是指：当反相输入端电压为零时， 输出电压的极性和该输入端的电压极性相同，同相输入端在电路符号上用“+”号表示