实训任务1.3电源外特性的测试与分析

电工技术项目教程主编：徐超明副主编：李珍、姚华青、陈建新王平康、刘强工作任务：电流和电压的测量。电阻器的认识及测量。电阻元件伏安特性的测试。电源外特性的测试与分析。电位的测定与计算用伏安法测量电功率。项目1基本电参量的测量和分析2024/6/302实训1-7：电压源外特性的测绘1.3.1电压源1.3.2电流源实训1-8：电流源外特性的测绘1.3.3受控源实训任务1.3电源外特性的测试与分析2024/6/303实训1-7电压源外特性的测绘2024/6/304电压源的端电压与流过的电流的关系称为电压源的外特性。实训流程：（1）根据图所示接线。Us为＋6V的直流稳压电压源，视为理想电压源。调节R2，令其阻值（R1＋R2）由大至小变化（从∞至200Ω），记录两表的读数。理想电压源外特性测量电路

实际电压源外特性测量电路实训1-7电压源外特性的测绘2024/6/305实训流程：（2）根据图1.24接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源。调节R2，令其阻值从∞至200Ω变化，记录两表的读数。理想电压源外特性测量电路

实际电压源外特性测量电路（3）绘制理想电压源和实际电压源的外特性曲线。实训1-7电压源外特性的测绘2024/6/306实训流程：U（V）I（mA）0表1-13理想电压源外特性的测量U（V）I（mA）0表1-14实际电压源外特性的测量【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。（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。实训任务1.3电源外特性的测试与分析2024/6/307电源是向电路提供能量或信号的元件或设备。干电池、蓄电池、发电机和各种信号源都是常见的电源。电源有两种类型，即电压源和电流源。干电池叠层电池纽扣电池蓄电池稳压电源各种直流电源电压源：给外电路提供稳定电压，如各种电池、发电机等。电流源：给外电路提供稳定电流，如电子电路合成电源。分1.3.1电压源2024/6/308特点：（1）电压源输出的电压是一个定值US或是确定的时间函数uS（t），它由自身情况决定，与流经它的电流大小、方向无关；（2）电压源输出的电流由它与外接电路的情况共同决定。IUS+_abUab伏安特性iuUS1.电压源及其VCRRO=0时的电压源.或者恒压源1.3.1电压源2024/6/3091.电压源及其VCRIUS+_abUab2

R1R22

设:US=10V当R1

、R2

同时接入时：I=10A例

当R1接入时：I=5A则：恒压源切忌短路1.3.1电压源2024/6/30102.实际电压源理想电压源US或uS串联一个电阻R0（1）电路模型（2）伏安特性：伏安特性：电压源串上负载电阻RL后电路模型1.3.1电压源2024/6/30112.实际电压源特点：1）曲线与R0有关，R0越大，曲线斜率越大。

2）有载时，U＜US3）开路时，I=0∴U=US4）短路时，RL=0，5）R0=0时，U=US

，且与负载无关，为理想电压源短路电流大，一般不允许短路伏安特性：1.3.2电流源2024/6/30121.电流源及其VCR特点：

（1）电流源输出的电流是一个定值IS或是确定的时间函数iS（t），与它两端电压的大小、方向无关；（2）电流源两端电压的大小和极性取决于它及其所连接的外电路。abIUabIsiuIS伏安特性1.3.2电流源2024/6/30131.电流源及其VCR恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设:IS=1AR=10

时，

U=10

V。R=1

时，

U=1

V。则:例恒流源切忌开路1.3.2电流源2024/6/3014恒流源举例IcIbUce

当Ib

确定后，Ic

就基本确定了。在IC

基本恒定的范围内，Ic

可视为恒流源(电路元件的抽象)。晶体三极管cebIb+-Ube+-UceIc1.3.2电流源2024/6/30152.实际电流源（1）电路模型为理想电流源IS并上一内阻R0（2）伏安特性伏安关系1.3.2电流源2024/6/30162.实际电流源（2）伏安特性伏安关系特点：1）曲线与R0有关，R0越大，曲线斜率越大

2）有载时，I＜IS3）开路时，I=0∴U=ISR04）短路时，U=0，I=IS5）R0=∞时，I=IS

，且与负载无关，为理想电流源电流全部流过内阻R0，电源内阻把电流源的所有能量消耗掉。一般不允许开路。根据图接线，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∞（即接入和断开分别对应于实际电流源和理想电流源），调节电位器RL（从0至470Ω），测出这两种情况下的电压表和电流表的读数。实训1-8电流源外特性的测绘2024/6/3017（1）自拟数据表格，记录实验数据。（2）绘制理想电流源和实际电流源的外特性曲线。（3）根据理想电流源和实际电流源的外特性曲线总结、归纳电流源的外特性，并与理论分析进行对比。实训流程：注意：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20V，负载不要开路。1.3.3受控源2024/6/3018独立源：电压或电流是定值或是时间的函数，与电路其他地方的电压或电流无关的电源。受控源：电流或电压值受到电路中其他支路电流或电压控制的电源。受控源是四端元件，有两对端钮，分别为输入端钮和输出端钮。输入端为控制端，其输入端的电压或电流作为控制量；输出端为被控制端，输出被控制的电压或电流。1.3.3受控源2024/6/3019根据其控制量和被控制量的不同，可将受控源分为四类：电流控制电压源（简称流控电压源，CCVS），电压控制电压源（简称压控电压源，VCVS），电流控制电流源（简称流控电流源，CCCS），电压控制电流源（简称压控电流源，VCCS）。1.3.3受控源2024/6/3020受控量与控制量之间的关系：I1是控制量，U2是被控制量，γ称为转移电阻，单位为欧姆（Ω）。典型模型：他励直流发电机的输出电压受励磁线圈电流的控制。

1、电流控制电压源2、电压控制电压源受控量与控制量之间的关系：U1是控制量，U2是被控制量，μ称为电压放大系数，单位为无量纲。典型模型：变压器的副边输出电压受控于原边输入电压。1.3.3受控源2024/6/3021受控量与控制量之间的关系：I1是控制量，I2是被控制量，β称为电流放大系数，单位为无量纲。3、电流控制电流源4、电压控制电流源受控量与控制量之间的关系：典型模型：三极管的基极电流控制集电极电流。U1是控制量，I2是被控制量，g为转移电