本实用新型涉及电源输出功率和电源效率的研究技术领域，具体地，涉及一种研究电源的输出功率与电源效率的装置。
背景技术：
传统的研究电源输出功率和电源效率的物理实验，是通过利用电压表和电流表读数，最后通过人为的计算得出相应的结果，但往往由于人为因素导致结果不准确，同时不具备可视性、兼容性、可扩展性和交互性等特点。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种研究电源的输出功率与电源效率的装置，克服现有技术中传统实验仪器的由于人为误差，结果不准确，同时克服传统实验仪器不具备可视性、兼容性、可扩展性和交互性等诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理实验的全面整合。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种研究电源的输出功率与电源效率的装置，主要包括：电压传感器、电流传感器、数据采集器、变阻器R、单刀开关K、电源和计算机，所述电源、电阻圈R1、开关与电流传感器串联组成串联回路，所述电压传感器并联在变阻器R的两端，所述电压传感器和电流传感器还分别与数据采集器连接，所述数据采集器与计算机连接；电压传感器和电流传感器分别将电阻箱R的电压信号和电流信号传递给数据采集器，经数据采集器处理信号后传递给计算机，并由计算机对数据或图像处理后由显示界面显示。
进一步地，所述电源为12V直流稳压电源。
进一步地，由电源、变阻器R、开关与电流传感器串联组成串联回路还包括电阻圈R1，所述电阻圈R1的电阻为10Ω。
进一步地，计算机显示界面包括显示电压当前值、显示电流当前值、显示坐标系和显示波形。
本实用新型各实施例的研究电源的输出功率与电源效率的装置，由于主要包括：电压传感器、电流传感器、数据采集器、变阻器R、单刀开关K、电源和计算机，所述电源、电阻圈R1、开关与电流传感器串联组成串联回路，所述电压传感器并联在变阻器R的两端，所述电压传感器和电流传感器还分别与数据采集器连接，所述数据采集器与计算机连接；电压传感器和电流传感器分别将电阻箱R的电压信号和电流信号传递给数据采集器，经数据采集器处理信号后传递给计算机，并由计算机对数据或图像处理后由显示界面显示。从而可以克服现有技术中传统实验仪器的由于人为误差，导致实验结果不准确，同时克服传统实验仪器不具备可视性、兼容性、可扩展性和交互性等诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理实验的全面整合。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为本实用新型研究电源的输出功率和电源效率的装置原理图。
结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：
1-电压传感器；2-电流传感器；3-数据采集器；4-计算机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
具体地，如图1包括：电压传感器、电流传感器、数据采集器、变阻器R、单刀开关K、电源和计算机，所述电源、电阻圈R1、开关与电流传感器串联组成串联回路，所述电压传感器并联在变阻器R的两端，所述电压传感器和电流传感器还分别与数据采集器连接，所述数据采集器与计算机连接；电压传感器和电流传感器分别将变阻器R的电压信号和电流信号传递给数据采集器，经数据采集器处理信号后传递给计算机，并由计算机对数据或图像处理后由显示界面显示。
所述电源为12V直流稳压电源。
由电源、变阻器R、开关与电流传感器串联组成串联回路还包括电阻R1，所述电阻圈R1为10Ω。
计算机显示界面包括显示电压当前值、显示电流当前值、显示坐标系和波形显示。
因电源内阻很小（约1Ω），当外电路负载很小时，电路中的电流大，会损坏电源，所以在实验时给电源串一个电阻圈R1（r），把电源和电阻圈R1（r）合起来看作是一个电源，选择电压输出12V，r=10Ω，R为变阻器R作为电源的负载。
当电源的负载是纯电阻时，电源的输出功率为：
,式中E和r分别为电源的电动势和内电阻。
当R=r时，输出功率P取极大值：，电源电动势E与电路中电流强度I的乖积为电源的功率：电源的效率：当R=r时，实验器材：数字化实验系统、计算机、直流稳压电源、变阻器、电阻圈、单刀开关、电线等。
实验步骤如下：
1. 将电压传感器和电流传感器接入数据采集器，现将数据采集器与计算机相连。
2.将变阻器R的值从1Ω起，逐渐增大，增大的幅度逐渐变大，到电流很小为止，在R=r附近多取几组值。每改变一组值，让计算机记录电压、电流和电阻值。
3.利用计算机算出电源的功率、电源的输出功率、电源的效率，并列出数据表。
4.用计算机作电源输出功率与外电阻的关系图。
5.用计算机作电源的效率与外电阻的关系图。
6.比较理论值与实验结果。
该实验重视将信息技术应用到物理实验，通过计算机实时测量、处理实验数据、分析实验结果。它是一种用于实时采集的智能化系统，主要有数据采据器、传感器、计算机系统及配套软件构成。其基本原理和功能就是根据实验的要求，配备电压传感器和电流传感器，以实时采集电压与电流，并即时转化为可观测的电学物理量，以便学生理解和分析。该系统成功地克服了传统实验仪器的诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理实验的全面整合。
该实验设备与传统物理实验仪器的最大区别是把仪表盘、数码盘、示波器、坐标系和表格等都集成到计算机屏幕上。实验系统通过传感器获取实验信息，并通过数据采集器实时传递给计算机，进行数据与图像处理，实现了实验数据的实时处理与直观呈现。该实验设备简洁易用，更贴近课堂教学;并且可设定许多功能，扩展许多功能，更适合于探索研究。
至少可以达到以下有益效果：克服现有技术中传统实验仪器的由于人为误差，导致实验结果不准确，同时克服传统实验仪器不具备可视性、兼容性、可扩展性和交互性等诸多弊端，有力地支持了信息技术与物理实验的全面整合。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。