负载效应完整版

负载效应把一个电阻性负载连接到电路的输出时，往往会降低电路的输出电压。输出电压的改变就是所谓的负载效应。其大小取决于负载本身以及所连接的电路。一、分压器负载效应分压器是一种电路，由两个或多个电阻与电源串联。如图1所示图2图1当负载连接到分压器的输出时，新电路由于负载的原因，原电路的输出电压将会降低。图2图1为了理解电气负载效应及其在什么情况下应重点考虑，把电路化简为戴维南等效电路是一种很有效的方法。1.用戴维南定理进行分析对于一个简单的分压器电路，如图2所示1）应用电阻串联分压原理求出戴维南电压（也称开路电压），无负载输出电压即戴维南电压(1-1)图42）求出戴维南电阻。电压源置0，求出等效电阻图4图3图3(1-2)3）得出戴维南等效电路，如图4所示4）比较不同负载的负载效应对于同一个戴维南等效电路，如图4所示a)RL=1K输出电压为(1-3)而输出电压下降了(1-4)b)RL=10K输出电压为(1-5)而输出电压下降了(1-6)5）关于分压器负载效应的结论a)负载引起的电流量决定了负载效应。b)电阻越小，对电路的负载效应越大。二、稳定的分压器如果分压器的输出电压，在接入负载时的下降量不超过10%，我们就可以认为它是“稳定的”。分压器的电阻负载效应由两个参数决定：分压器本身的戴维南电阻和负载电阻。(1-7)“稳定”对负载电阻的要求从电阻的角度来看，为了实现加载输出电压在未加载电压的10%以内，负载电阻至少应该比分压器的戴维南等效电阻大10倍。计算分压器的戴维南等效电路，并非是确定负载效应的唯一方法。从电流的角度来看，也能得到确定负载效应的另一种方法：如果流入负载的电流相对于分压器中的电流较小（至少相差一个数量级），输出电压就可以近似的认为是开路电压。图5用一个相同结构的分压器电路作为例子来说明，电路图5开路电压相同，为：(1-8)RL=10K（a）R2||RL=10||10=5K（b）R2||RL=1||10=909带负载输出电压：(1-9)(1-10)输出电压下降了(1-11)所以图5（b）中的分压器是稳定的。注意，稳定分压器在分压器线路上的电阻较小。三、仪器的电阻性负载效应当电子仪器接入电路时，电路提供电流给仪器，因此，在一定程度上，它改变了电路，具有电阻性负载效应。如果仪器电阻比电路电阻大得多，则可以忽略其负载效应。对高电阻电路进行测量，不能忽略其负载效应。在一个高电阻电路中，仪器加载将改变电路的电压，严重时可能使电路工作不正常，甚至根本不能工作。场效应晶体管的输入电阻可以高达10MΏ，使得大多数仪器在这种阻抗下无法精确测量电压，导致测量完全无效。数字万用表（DMM）内阻有几兆欧姆；伏欧表（VOM）内阻比数字万用表（DMM）内阻低得多，因为它会严重改变被测电压，所以在高阻电路中不要使用VOM。示波器接入也存在负载效应。典型的示波器输入信号对地电阻有1MΏ。然而，制造商几乎总是会随示波器提供一根探针，通过在探针中增加一个9MΏ的串联电阻，从而使探针的输入电阻增加到10MΏ，衰减（降低）输入信号；而在测量低阻电路中的小电压时，可以使用无衰减的探针。

9V9V+20VVSR1R2200K200KV-9V+20VVSR1R2200K200KV-20V+R1R2200K200KV-VS20V(a)(b)(c)9VV9VVTH=10V+-RTH=100KV(d)图a、b的戴维南等效电路20VVTH=20V+-RTH=0V(e)图c的戴维南等效电路由于图a和b的戴维南等效电路相同，如图d所示，仪器占90%的电压降，因此仪器