电压源和电流源的等效变换实验.doc

电压源和电流源的等效变换实验.doc

《电压源和电流源的等效变换实验.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电压源和电流源的等效变换实验.doc（3页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电压源和电流源的等效变换实验

一、实验目的

　　1、掌握电源外特性的测试方法。

2、验证电压源与电流源等效变换的条件。

二、原理说明

1.一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻。

故在实用中，常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流而变。

其外特性曲线，即其伏安特性曲线U＝f（I）是一条平行于I轴的直线。

一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源。

即其输出电流不随负载改变而变。

2.一个实际的电压源（或电流源），其端电压（或输出电流）不可能不随负载而变，因它具有一定的内阻值。

故在实验中，用一个小阻值的电阻（或大电阻）与稳压源（或恒流源）相串联（或并联）来摸拟一个实际的电压源（或电流源）。

3.一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。

若视为电压源，则可用一个理想的电压源Us与一个电阻Ro相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源Is与一电导go相并联的组合来表示。

如果这两种电源能向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。

一个电压源与一个电流源等效变换的条件为：

Is＝Us／Ro，go＝1/Ro或Us＝IsRo，Ro＝1/go。

如图1所示。

图1

四、实验内容

1、测定电压源的外特性

（1）按图2接线，图中电阻R1=200Ω、电位器Rw=500Ω，取自电路原理实验箱单元11，

Us为＋6V直流稳压电源，视为理想电压源。

调节Rw，令其阻值由大至小变化（从∞至200Ω），记录两表的读数到附表1。

（2）按图3接线，图中电阻Rs=200Ω、电位器Rw=500Ω，取自电路原理实验箱单元11，虚线框可模拟为一个实际的电压源。

调节Rw，令其阻值由大至小变化（从∞至200Ω），

记录两表的读数到附表2。

图2图3

　2、测定电流源的外特性

按图4接线，Is为直流恒流源，视为理想电流源。

调节其输出为10mA，令Ro分别为1KΩ和∞（即接入和断开），调节电位器Rw（从0至470Ω），测出这两种情况下的电压表和电流表的读数。

自拟数据表格，记录实验数据。

3.测定电源等效变换的条件先按图5（a）线路接线，记录线路中两表的读数。

然后按图5（b）接线。

调节线路中恒流源的输出电流IS，使两表的读数与图5（a）的数值相等，记录Is之值，验证等效变换条件的正确性。

图4

图5

五、实验注意事项

　　1、在测电压源外特性时，不要忘记测空载时的电压值，测电流源外特性时，不要忘记测短路时的电流值，注意恒流源负载电压不要超过12伏，负载不要开路。

2、换接线路时，必须关闭电源开关。

3、直流仪表的接入应注意极性与量程。

六、预习思考题

　　1.通常直流稳压电源的输出端不允许短路，直流恒流源的输出端不允许开路，为什么？

2.电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，稳压源和恒流源的输出在任何负载下是否保持恒值？

七、实验报告

　　1、根据实验数据绘出电源的四条外特性曲线，并总结、归纳各类电源的特性。

2、从实验结果，验证电源等效变换的条件。

序号

名　称　型　号

技术特性及说明

数量

备注

1

电路原理箱或板

1

自行开发研制

2

稳压源

0~24V

1

3

直流电流源

0~30mA

1

4

直流电流表

0~30mA

1

自备

5

直流电压表

0~30V

1

6

电流表专用线

一端耳机插头、

一端2号镀金插头

2

6

2号实验导线

二端2号镀金插头

n