experiment1直流电路.doc

实验一 直流电路 一、实验目的 1．加深理解叠加原理和戴维南定理 2．学习测定有源二端网络等效内阻的方法 3．加深对等效电路概念的理解二、实验原理 1．叠加原理 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。 图1为叠加原理实验电路，图中E1、E2为直流稳压电源，其内阻可近似看作零。R1、R2、R3、R4、R5均为线性电阻。该电路在E1、E2的共同作用下，所产生的各支路电流I1、I2、I3及各电阻上的电压UAB、UCD、UAD、UDE 、UFA应该等于电路中仅有E1作用时，所产生的各支路电流、、及各电阻上的电压、、、、与仅有E2作用时，所产生的各支路电流、、及各电阻上的电压、、、 、的代数和。 （a）原理电路图 （b）Multisim仿真电路原理图 图1叠加原理实验电路2.戴维南定理 任何一个线性源网络，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，如图2（a）所示。 戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络，就外部特性来说，可以用一个为的压源和阻为R0串联。等效电源的等于原有源二端网络的开路电压，如图2（b）所示内阻R0等于原有源二端网络除去全部源后的等效电阻。串联戴维南如图2（c）所示。 （a） （b）开路电压 (c) 戴维南等效电路 图2戴维南定理 用实验的方法直接测出有源二端网络的开路电压C，即为该网络等效。内阻R0可以通过以下几种实验方法求出： 方法一：在网络可以除源的情况下，（除去理想电压源后，电路中该两端短路，除去理想电流源后，电路中该两端开路）直接用万用表的档测量除源后网络二端的电阻。本实验室的电源近似于理想电源，所以可采用这种方法测量网络内阻。 方法二：在网络允许短路的情况下，用电流表测出该有源二端网络的短路电流IS，则内阻 方法三：若二端网络内阻很低不允许短路，可分别测出网络的开路电压和该网络接上负载RL后，负载二端的电压L，如图2（a）所示 因为： 所以可求得内阻R0为： 此方法中，若负载RL可调电阻，调节负载电阻RL，使得负载电压L为网络开路电压的一半，此负载电阻RL的阻值就等于被测有源二端网络的等效内阻R0。此法称为半电压法。 由U0与内阻R0相串联构成戴维南等效电路，该等效电路与原有源二端网络的外特性完全相同，这个关系将在实验中得到证实。 实验电路如图3a）所示，它是一个线性有源二端网络。可用以上所述的方法求出它的戴维南等效电路，如图3（b）所示。 （a） (b) （c）Multisim仿真电路 图3戴维南实验电路图、预习要求 1．电源E1单独作用或电源E2单独作用时，开关K1、K2应怎样操作？2．根据实验电路参数预算下列数据表 计算值 单位 mA mA mA mA mA mA mA mA mA E1、E2 极性如图 表 计算值 单位 V V V V V V V V V E1、E2 极性如图 3．据实验电路图（a）计算二端网络的戴维南等效电路（b）参数 表计算项目 电源极性 E0（V） I0（mA） R0(Ω) 电源极性如图 改变ES极性 4．写出测量二端网络等效的U0、短路电流ISC的操作步骤。5．本实验可用哪几种方法测出二端网络的等效电阻？、实验1．验证叠加原理 E1为+6V、+12V切换电源，取E1=+12V，E2为可调直流稳压电源，调至+6V。按实验电路图1，把电源E1、、E2接至电路中，完成表及表的内容。2．验证戴维南