电路分析实验讲义

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1、电路分析实验讲义实验一:电源的等效变换一、实验目的1、通过实验了解什么是电流源及电流源的外特性；2、掌握电流源和电压源进行等效变换的条件。二、实验原理一个电源可以用两种不同的电路模型來表示：电压源和电流源。生活中的电池，实验室中提供电压的设备都是电压源，为我们所熟悉。为负载提供电流的设备称为电流源。若电源的输出电流不受源电床或负载大小的影响，保持自身电流的变化规律，则称它为理想电流源,理想电流源的模型及伏安特性曲线如图1—1所示：0f实际电流源的模世*1实际上，理想电流源并不存在，一•个实际电源的输出电流会受负载的影响，为了反映这一性质，川一个理想电流源并联一个内阻器

2、表示电流源，实际电流源的模型及其伏安特性曲线如图1一2所示。本实验屮的电流源是用晶体三极管来实现的，当晶体三极管共棊极联接时，在一定范围内，集电极电流厶不随仏〃的变化而变化，可以近似地将其视为理想电流源。2、电源的等效变换一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个是电压源，也可以看成是一个电流源。也就是说，它们之间可以进行等效变换。如图1—3所示，其等效变换的条件为：Rs'=Rs(1)IsRsUs图1—3电源的等效变换利用电源等效变换条件式(1)和式(2),可以很方便地把一个参数为S和&串联的电压源变换成一个参数Is=UJRs和Rs并联的等效电流源；反之，也可

3、以很容易地把-个电流源变换成一个等效的电压源。三、实验内容及步骤1、理想电流源的伏安特性AIc才RlvIl图1—4(b)在直流电路实验板上按图1-4(a)接好线路。其等效电路如图书1-4(b)所示。图屮Ee=4V,Ec=5V分别由晶体管稳压电源第一组输出和第二组输出供给。调节Re电位器使电流Ic=OmA.由小到大依次调节电阻箱Rl的阻值使其分别为衣1-1中的数值，记录电流表相对•应的读数填入农1—1中。表1—1R,(Q)200250300350400450500Il(mA)匕少)2.实际电流源的伏安特性实际电流源实验电路如图1—5(°)所示，图5(/;)为其等效电

4、路。AIcRlvIl图1—5(b)图中L二10mA,Rs=200Q,/?l为可变为负载电阻。改变&使其分别为表1—2中数值，依次记录相对应的乙值填入表1—2中。表1—22004006008001000Il(mA)测量计算UL(V)电流误差（％）3、电源的等效变换根据电源等效变换规则，图1-5（°）所示电流源，可以变换成为一个电压源。其参数/=ICRS=2V9Rs=2000如图1—6所示，调节Rl使其分别为表达式1—3中所列数值，依次记录电流/厶值填入表1—3中，比较表1—2和表1-3小的数据，可以看岀二者对外电路来说是等效的。心（⑵2004006008001000Il

5、(mA)测量计算%(V)电流课差（％）表1—3四、实验设备1、WYJ—30V/3A型品体管双路稳压电源一台；2、C63—mA亳安表1只；3、Zx36型电阻箱两个；4、万用表一只；5、直流电路实验板一块。五、实验报告1、根据表1—1、表1—2、表1-3中的实验数据，在同一座标中绘制理想电流源、实际电流源，以及电床源的伏安特性曲线。2、比较两种电源等效变换后的结果，并分析产牛误差的原因。2、回答下列问题：(1)电压源和电流源等效变换条件是什么？(2)理想电流源和理想电压源是否能够进行等效变换？为什么？实验二叠加定理、戴维南定理一、实验目的验证线性电路叠加原理及戴维南定理的

6、正确性。二、实验原理1、叠加原理：线性含源电路屮，任一支路的电流（或支路电压）为电路屮各独立电源单独作用时在该支路产牛的电流（或电压）的代数和对用图2—1所示简单电路阐明叠加定理的止确性。R、-a*（头亦+图2—1叠加定理原理图9n9f9fn即A=q+/i2=i2+z2i3=i3+i32、戴维南定理：任何一个线性含源二端网络，就其外特性而言，都可以用一个电压源和一个电阻的串联支路来代替，该支路电压源的电压等于含源二端网络的开路电压U（）c，串联电阻等于含源二端网络化为无源二端网络后两端的等效电阻R（）。戴维南定理示意图如图2—2所示。a外Ns电b路b图2—2戴维南定

7、理原理图三、实验内容与步骤1、验证叠加原理图2—3验证叠加定理的电路图（1）按图2—3接好线路，Ui、5山晶体管稳床源供给。（2）接通U1=8V电源（将口投向“电源”一侧）测量5单独作用下各支路的电流I】、【2、【3。（3）除去5电源（将K］投向短路一侧），接通U?=4V电源，测量6单独作用下各支路的电流I】、【2、【3。（4）同吋接通U】、5电源，测量U］和5共同作用下各支路的电流11、【2、【3。将以上三次测量Ii、I2、【3的结果记入表2—1中。注意：如发现电流表的指针反转，则说明电流反向，应立即将电流表换向连接。表2—1I)(mA)以mA)I