参考资料电压源与电流源等效变换实验实用教案

1、1实验实验(shyn)目的目的 1掌握建立电源模型(mxng)的方法； 2掌握电源外特性的测试方法； 3. 了解电压源电流源及其伏安特性。 4加深对电压源和电流源特性的理解； 5研究电源模型(mxng)等效变换的条件。 预习要求 预习电源模型(mxng)的有关章节，熟练掌握实际电压源与电流源的互换方法。第1页/共20页第一页，共21页。2实验实验(shyn)原理原理 一、电压源 理想电压源具有两个基本性质： 它的电压是定值。 流过理想电压源的电流不是由电压源本身决定，而是由与它相接的外电路来确定。 理想的电压源并不存在，但有些实际电源(dinyun)在一定条件下可近似地看作理想的电压源。 实际

2、的电源(dinyun)可以用一个理想电压源和一个小电阻串联的模型来表示 当电压源中有电流流过时,必然在内阻上产生电压降,因此，实际电压源的端电压U可表示为： U=E-IR0 +-E+-ER0第2页/共20页第二页，共21页。3 二、电流源 理想电流源具有两个基本性质： 1它的电流是定值，或是一定的时间函数。 2 它的端电压不是由电流源本身决定，而是由与它相接的外电路来确定。 理想的电流源并不存在，但有些实际电源在一定条件(tiojin)下可近似地看作理想的电流源。如晶体三极管。晶体三极管共基极连接，当UBC在一定范围内变化时，集电极电流IC近乎恒值，可将其视为理想电流源。 实际的电源可以用一个

3、理想电流源和一个电阻并联的模型来表示。 ISIRIISU理想(lxing)电流源ISIR0IRIU00实际(shj)电流源IS第3页/共20页第三页，共21页。4 三、电源的等效变换 如果两种电源的参数满足(mnz)：R0=R0 E/R0 =Is 则电压源与电流源可以互相转换，而对外电路不发生任何影响。见图 第4页/共20页第四页，共21页。5实验内容实验内容(nirng)、步骤、步骤 一、测定直流稳压电源的伏安特性 1、一般情况下，晶体稳压电源内阻远小于负载电阻，可将其视为理想电压源。如好线路，开启晶体稳压电源，调节输出电压U0等于(dngy)10伏，调节可变电阻RL,测量的输出电压。I(m

4、A)01020304050U(V)晶体管稳压(wn y)源mAVR=200欧RLUU0理想电压源实验电路第5页/共20页第五页，共21页。62、将一个(y )51欧电阻与稳压电源串联，组成一个(y )实际电压源，如图。接好电路，启动电源，调节输出电压U0为10伏。改变电阻RL数值，测量相应的输出电压U。I(mA)04080120150U(V)晶体管稳压(wn y)源R0=51欧U0VmAIU实际(shj)电压源实验电路第6页/共20页第六页，共21页。7 二、测试电流源的伏安特性 1、理想(lxing)电流源的伏安特性 如图连接好电路。RL=0,接通电源，调节电位器，使IC=10mA。调节RL

5、，测定相应的电流I.IsmARL等效电路I(mA) 01020304050U(V)第7页/共20页第七页，共21页。82、实际电流源的伏安特性如图接好电路。RL=0,接通电源，调节电位器，使IC=10mA。这时对于RL而言，前面所接的含源二端网络相当Is=10mA内阻R0=510欧的实际电流源。调节RL，测定(cdng)相应的电流I.mA510欧RLIs等效电路RL(欧) 1003005007009001000I(mA)测量值I(mA)计算值误差%第8页/共20页第八页，共21页。9 3、电源的等效变换 用电压源串联一个电阻的模型，代替电流源并联电阻模型。 本实验(shyn)中，E=IR0=1

6、0mA510，相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。RL(欧) 1003005007009001000I(mA)测量值I(mA)计算值误差%第9页/共20页第九页，共21页。10实验实验(shyn)设备、仪器设备、仪器 晶体管稳压电源 一台 实验电路板 一块 直流毫安表 一只 万用表 一只 思考题 1、电压(diny)源和电流源等效变换的条件是什么？所谓等效是对谁而言？ 2、理想电流源和理想电压(diny)源能否进行等效变换？为什么？ 3、说明电压(diny)源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？ 答案 第10页/共20页第十页，共21页。11拓展拓展(tu zhn

7、)内容内容 研究电源等效变换的条件是 方法一：用电压源串联一个(y )电阻的模型，代替电流源并联电阻模型。E=IR0=10mA510，相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。 方法二：内阻R0为标称值，可能与实际值有出入。因此，先用万用表测出R0的实际值，再用方法一的步骤计算E。相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。 方法三：测量实际电流源的开路输出电压Uab，令电压源的开路电压即E=Uab。相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。 方法四：调节电路中恒压源E，令图2中电流表、万用表的读数图1的数值相等，记录E之值，验证等效变换条件的正确性。第11页/共2

8、0页第十一页，共21页。12实验报告要求实验报告要求(yoqi) 1 根据实验数据表格绘出电源的五条外特性(txng)曲线； 2从实验结果，验证电源等效变换的条件； 3回答思考题。 第12页/共20页第十二页，共21页。13第13页/共20页第十三页，共21页。14晶体管稳压电源第14页/共20页第十四页，共21页。15直流电流表的使用(shyng)(shyng)（1）应将直流电流表串 联 在 待 测 电 流 的支路中；（2） 接线时，必须使电流从电流表的“+”端流入，“-”端流出，不得反接；（3） 根据(gnj)被测 电 流 的 大 小 ， 选择 适 当 的 电 流 表 量限 ， 测 量 中

9、 尽 量 使指针偏转在；2/3量限以上。 第15页/共20页第十五页，共21页。16直流电压表的使用(shyng)(shyng)（1）应将直流电压表并接在待测电压的两端；（2） 电压表的接线，一般使用表笔，把红表笔接至电压表的“+”端，黑表笔接至电压表的“-”端，测量时将红表笔接至被测电压的正极(zhngj)，黑表笔接至负极；（3） 根据被测电压的大小，选择适当的电压表量程，测量中尽量使指针偏转在2/3量程以上。 第16页/共20页第十六页，共21页。17电路板第17页/共20页第十七页，共21页。18电阻箱第18页/共20页第十八页，共21页。19思考题的参考答案1、电压源和电流源等效变换的

10、条件是什么？所谓等效是对谁而言？ 答： R0=R0 E/R0 =Is 其中， R0、R0 为电压源内阻和电流源内阻。所谓等效是对外电路而言的。2、理想电流源和理想电压源能否进行等效变换？为什么？答：不能。因为理想电压源的内阻为0，利用等效变换条件E/R0 = Is 等效电流源的Is为无穷大，不能得到有限值。同理，理想电流源也不能等效为电压源。3、说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？答：不是(b shi)在任何负载下能保持恒值。当电压源的负载电阻很小时输出电压会减小；当电流源的负载电阻很大时输出电流会减小。第19页/共20页第十九页，共21页。20感谢您的观看(gunkn)！第20页/共20页第二十页，共21页。NoImage内容(nirng)总结1。4加深对电压源和电流源特性的理解。1它的电流是定值，或是一定的时间函数。2 它的端电压不是由电流源本身决定，