文档介绍：实验二直流电路
一、实验目的
二、实验原理概述
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—2—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、、及各电阻上的电压、、、、,应该等于电路中仅有E1作用所产生的各支路电流、、及各电阻上的电压、、、、,与仅有E2作用所产生的各支路电流、、及各电阻上的电压、、、、,的代数和。
实验电路图中为电流表插座,测量电流时,只要把电流表两测量端接上电流插头,然后把插头插入插座内,电流表即自动串入该支路内。如图1—2—2 所示。
导线
弹簧铜片
I
外壳
I
0
50
mA
100
12V
510W
1KW
510W
510W
330W
E2
+
+
_
6V
I1
I2
A
B
C
D
E
F
K1
K2
K3
I3
E1
-
图1—2—1 图1—2—2
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。
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,可以用一个电动势为
的恒压源和内阻R0相串联的等效电源来代替。等效电源的电动势等于原网络的开路电压,内阻R0等于原网络中除去全部电源后的等效电阻。(如图1—2—3所示)
RL
R0
E0
+
-
有源
二端
网络
RL
(a) (b)
图1—2—3
用实验的方法直接测出有源二端网络的开路电压,即为等效电动势。
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,(理想电压源短路,理想电流源开路)直接用万用表的欧姆档测量除源后网络的二端电阻。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,用电流表测出网络的短路电流I0,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,负载二端电压,根据图1—2—3 所示可求得内阻R0为:
此方法中,若在二端网络上改接成大小可调节的负载电阻RL,我们调节负载电阻RL,使得负载电压为网络开路电压的一半时,负载电阻RL等于被测有源二端网络的等效内阻R0。此法称为半电压法。
RL
+
-
mA
330W
510W
10W
10mA
ES
12V
+
-
IS
IL
R1
R2
R3
R4
510W
RL
R0
E0
+
-
mA
IL
+
_
(a) (b)
图1—2—4
由电动势E0与内阻R0相串联构成戴维南等效电路,该等效电路与原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1—2—4(a)所示,它是