【文章內(nèi)容簡介】 電工、模擬、數(shù)字三合一實驗臺及組件四、實驗內(nèi)容被測有源二端網(wǎng)絡(luò)如圖44（a）所示1．用開路電壓、短路電流法測定戴維南等效電路和 。按圖44（a）線路接入穩(wěn)壓電源和恒流源及可變電阻箱 ，測定和 ，結(jié)果計入表41中。表41（v）（mA）=/（Ω）(a) 有源二端網(wǎng)絡(luò)實驗線路 （b）戴維南等效電源電路 圖442．負載實驗按圖44（a）改變阻值，測量有源二端網(wǎng)絡(luò)的外特性，結(jié)果記入表42中。表42（Ω）050100150200250300∞U（v）I（mA）3．按圖44（b）接線，圖中和為有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓和等效電阻，從直流穩(wěn)壓電源取得，從電阻箱取得。在A、B端鈕接上另一電阻箱作為負載電阻 。改變的值，測量相應的端電壓U和電流I，記入表43中。表43（Ω）050100150200250300∞U（v）I（mA）五、注意事項 1．注意用萬用表直接測時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的獨立源必須先置零，以免損壞萬用表。 2．接線路時，要關(guān)掉電源。六、實驗報告根據(jù)實訓數(shù)據(jù)，繪出有源二端網(wǎng)絡(luò)及其戴維南等效電源的外特性U=?（I）。說出兩種測量等效電阻的方法與步驟。實驗六 受控源研究一．實驗目的1．加深對受控源的理解；2．熟悉由運算放大器組成受控源電路的分析方法，了解運算放大器的應用；3．掌握受控源特性的測量方法。二．原理說明1．受控源受控源向外電路提供的電壓或電流是受其它支路的電壓或電流控制，因而受控源是雙口元件：一個為控制端口，或稱輸入端口，輸入控制量（電壓或電流），另一個為受控端口或稱輸出端口，向外電路提供電壓或電流。受控端口的電壓或電流，受控制端口的電壓或電流的控制。根據(jù)控制變量與受控變量的不同組合，受控源可分為四類：（1）電壓控制電壓源（VCVS），如圖2－1（a）所示，其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電壓比（即電壓放大倍數(shù)）。（2）電壓控制電流源（VCCS），如圖2－1（b）所示，其特性為： 其中：稱為轉(zhuǎn)移電導。（3）電流控制電壓源（CCVS），如圖2－1（c）所示，其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電阻。（4）電流控制電流源（CCCS），如圖2－1（d）所示，其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電流比（即電流放大倍數(shù)）。2．用運算放大器組成的受控源運算放大器的電路符號如圖2－2所示，具有兩個輸入端：同相輸入端ｕ＋和反相輸入端ｕ－，一個輸出端ｕｏ，放大倍數(shù)為A，則ｕｏ＝A（ｕ＋－ｕ－）。對于理想運算放大器，放大倍數(shù)A為∞，輸入電阻為∞，輸出電阻為0，由此可得出兩個特性：特性1：ｕ＋＝ｕ－；特性2：ｉ＋＝ｉ－＝０。電壓控制電壓源（VCVS）電壓控制電壓源電路如圖2－3所示。由運算放大器的特性1可知：則 由運算放大器的特性2可知：代入、 得：可見，運算放大器的輸出電壓u2受輸入電壓u1控制，其電路模型如圖2－2（a）所示，轉(zhuǎn)移電壓比：。電壓控制電流源（VCCS）電壓控制電流源電路如圖2－4所示。由運算放大器的特性1可知：則 由運算放大器的特性2可知： 即i2只受輸入電壓u1控制，與負載RL無關(guān)（實際上要求RL為有限值）。其電路模型如圖2－1（b）所示。轉(zhuǎn)移電導為：（3）電流控制電壓源（CCVS）電流控制電壓源電路如圖2－5所示。由運算放大器的特性1可知： u2=R iR由運算放大器的特性2可知：代入上式，得： 即輸出電壓u2受輸入電流i1的控制。其電路模型如圖2－1（c）所示。轉(zhuǎn)移電阻為： （4）電流控制電流源（CCCS）電流控制電流源電路如圖2－6所示。由運算放大器的特性1可知： 由運算放大器的特性2可知： 代入上式，即輸出電流i2只受輸入電流i1的控制。與負載RL無關(guān)。它的電路模型如圖2－1（d）所示。轉(zhuǎn)移電流比 三．實驗設(shè)備500型萬用表 1臺數(shù)字萬用表 1臺電工、模擬、數(shù)字三合一實驗臺及組件四．實驗任務(wù)1．測試電壓控制電壓源（VCVS）特性 實驗電路如圖2－7所示，圖中，U1用恒壓源的可調(diào)電壓輸出端，R1＝R2＝10ｋΩ，RL＝2ｋΩ（用電阻箱）。 （1）測試VCVS的轉(zhuǎn)移特性U2 =f（U1） 調(diào)節(jié)恒壓源輸出電壓U1（以電壓表讀數(shù)為準），用電壓表測量對應的輸出電壓U2，將數(shù)據(jù)記入表2－1中。 表2－1 VCVS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)U1/V0 1234U2/V（2）測試VCVS的負載特性U2=f（RL）保持U1＝2V，負載電阻RL用電阻箱，并調(diào)節(jié)其大小，用電壓表測量對應的輸出電壓U2，將數(shù)據(jù)記入表2－2中。表2－2 VCVS的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω1K2K3K4K5K6K7K8K9KU2/V2．測試電壓控制電流源（VCCS）特性 實驗電路如圖2－8所示，圖中，U1用恒壓源的可調(diào)電壓輸出端，R1＝10ｋΩ，RL＝2ｋΩ（用電阻箱）。（1）測試VCCS的轉(zhuǎn)移特性I2=f（U1）調(diào)節(jié)恒壓源輸出電壓U1（以電壓表讀數(shù)為準），用電流表測量對應的輸出電流I2，將數(shù)據(jù)記入表2－3中。 表2－3 VCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)U1/V0１２３４I2/mA（２）測試VCCS的負載特性I2=f（RL）保持U1＝2V，負載電阻RL用電阻箱，并調(diào)節(jié)其大小，用電流表測量對應的輸出電流I2，將數(shù)據(jù)記入表2－4中。表2－4 VCVS的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω1K2K3K4K5K6K7K8K9KI2/ｍＡ3．測試電流控制電壓源（ＣCＶS）特性實驗電路如圖2－９所示，圖中，Ｉ1用恒流源，R1＝10ｋΩ，RL＝2ｋΩ（用電阻箱）。（1）測試CCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f（U1）調(diào)節(jié)恒流源輸出電流I1（以電流表讀數(shù)為準），用電壓表測量對應的輸出電壓U2，將數(shù)據(jù)記入表2－5中表2－5 CCVS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)I1/ mA0U2/V（２）測試ＣＣＶＳ 的負載特性Ｕ２=f（RL）保持Ｉ1＝０．2ｍＡ，負載電阻RL用電阻箱，并調(diào)節(jié)其大小，用電壓表測量對應的輸出電壓U2，將數(shù)據(jù)記入表2－6中。表2－6 ＣＣＶＳ的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω1K2K3K4K5K6K7K8K9KU2/Ｖ４．測試電流控制電流源（ＣCCS）特性實驗電路如圖2－１０所示。圖中，Ｉ1用恒流源，R1＝R2＝10ｋΩ，RL＝2ｋΩ（用電阻箱）。（1）測試ＣCCS的轉(zhuǎn)移特性I2=f（I1）調(diào)節(jié)恒流源輸出電流I1（以電流表讀數(shù)為準），用電流表測量對應的輸出電流I2，II2分別用EEL－31組件中的電流插座5－6和17－18測量，將數(shù)據(jù)記入表2－7中。 表2－7 CCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)I1/mA0I2/mA（２）測試CCCS的負載特性I２=f（RL）保持Ｉ1＝，負載電阻RL用電阻箱，并調(diào)節(jié)其大小，用電流表測量對應的輸出電流I2，將數(shù)據(jù)記入表2－8中。表2－8 CCCV的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω1K2K3K4K5K6K7K8K9KI2/mA五．實驗注意事項1．用恒流源供電的實驗中，不允許恒流源開路；2．運算放大器輸出端不能與地短路，輸入端電壓不宜過高（小于5V）。六．預習與思考題1．什么是受控源？了解四種受控源的縮寫、電路模型、控制量與被控量的關(guān)系；2．四種受控源中的轉(zhuǎn)移參量μ、g、r和β的意義是什么？如何測得？3．若受控源控制量的極性反向，試問其輸出極性是否發(fā)生變化？4．如何由兩個基本的CCVC和VCCS獲得其它兩個CCCS和VCVS，它們的輸入輸出如何連接？5．了解運算放大器的特性，分析四種受控源實驗電路的輸入、輸出關(guān)系。七．實驗報告要求1．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在方格紙上分別繪出四種受控源的轉(zhuǎn)移特性和負載特性曲線，并求出相應的轉(zhuǎn)移參量μ、g、r和β；2．參考表2－1數(shù)據(jù)，說明轉(zhuǎn)移參量μ、g、r和β受電路中哪些參數(shù)的影響？如何改變它們的大？3．回答預習與思考題中的4題；4．對實驗的結(jié)果作出合理地分析和結(jié)論，總結(jié)對四種受控源的認識和理解。實驗七 日光燈電路及功率因數(shù)的提高一、實驗目的1． 了解日光燈的結(jié)構(gòu)及工作原理。2． 掌握對感性負載提高功率因數(shù)的方法。3． 通過測量日光燈電路所消耗的功率，學會使用功率表。二、原理說明1．日光燈電路主要由日光燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器等元件組成，如圖51所示。燈管兩端有燈絲，其管內(nèi)充以惰性氣體（氬氣或氪氣）及少量水銀，其管內(nèi)壁涂有一層熒光粉，當管內(nèi)產(chǎn)生弧光放電時，水銀蒸氣受激發(fā)輻射大量紫外線，管壁上的熒光粉在紫外線的激發(fā)下輻射出白色熒光，這就是日光燈發(fā)光原理。要日光燈管產(chǎn)生弧光放電必須具備兩個條件：一個是將燈管預熱使其發(fā)射電子；另一個是需要有一個較高的電壓使管內(nèi)氣體擊穿放電。下面我們分析圖51所示電路的工作原理。 接通電源時，電源電壓同時加到燈管和啟輝器的兩個電極上，對燈管來說，此電壓太低，不足以使它放電；但對啟輝器來說，此電壓可以使它產(chǎn)生輝光放電。啟輝器中雙金屬片因放電受熱膨脹，從而與靜觸片接觸，于是有電流流過鎮(zhèn)流器、燈絲和啟輝器，燈絲得到預熱。經(jīng)1~3秒后，啟輝器兩觸片分開（因啟輝器內(nèi)輝光放電停止，雙金屬片冷卻），使電路中電流突然中斷，于是鎮(zhèn)流器（一個帶鐵芯的電感線圈）中產(chǎn)生一個瞬間的高電壓，此電壓與電源電壓疊加后加在燈管兩端，將管內(nèi)氣體擊穿而產(chǎn)生弧光放電。燈管點燃后，由于鎮(zhèn)流器的存在，燈管兩端的電壓比電源電壓低的多（具體數(shù)值與燈管功率有關(guān)，一般在50~100V的范圍內(nèi)），不足以使啟輝器放電，其觸點不再閉合。由此可見，啟輝器相當于一個自動開關(guān)的作用，而鎮(zhèn)流器在啟動時起產(chǎn)生高電壓的作用，在啟動前燈絲預熱瞬間及啟動后燈管工作時則起限流作用。 圖51 日光燈電路2．功率因數(shù) 由于鎮(zhèn)