電壓源和電流源的等效變換實驗

來源：作者：發布時間：2019-7-26 13:06:32

電壓源和電流源的等效變換實驗

一、電壓源和電流源的等效變換實驗目的

　　1、掌握電源外特性的測試方法。

2、驗證電壓源與電流源等效變換的條件。

二、原電壓源和電流源的等效變換實驗理說明

1. 一個直流穩壓電源在一定的電流范圍內，具有很小的內阻。故在實用中，常將它視為一個理想的電壓源，即其輸出電壓不隨負載電流而變。其外特性曲線，即其伏安特性曲線U＝f(I)是一條平行于I軸的直線。

一個恒流源在實用中，在一定的電壓范圍內，可視為一個理想的電流源。即其輸出電流不隨負載改變而變。

2. 一個實際的電壓源（或電流源），其端電壓（或輸出電流）不可能不隨負載而變，因它具有一定的內阻值。故在實驗中，用一個小阻值的電阻（或大電阻）與穩壓源（或恒流源）相串聯（或并聯）來摸擬一個實際的電壓源（或電流源）。

3. 一個實際的電源，就其外部特性而言，既可以看成是一個電壓源，又可以看成是一個電流源。若視為電壓源，則可用一個理想的電壓源Us與一個電阻Ro相串聯的組合來表示；若視為電流源，則可用一個理想電流源Is與一電導go相并聯的組合來表示。如果這兩種電源能向同樣大小的負載供出同樣大小的電流和端電壓，則稱這兩個電源是等效的，即具有相同的外特性。

一個電壓源與一個電流源等效變換的條件為：

Is＝Us／Ro，go＝1/Ro 或 Us＝IsRo，Ro＝ 1/ go 。如圖1所示。

四、電壓源和電流源的等效變換實驗內容

1、測定電壓源的外特性

（1）按圖2接線，圖中電阻R1=200Ω、電位器Rw=500Ω，取自電路原理實驗箱單元11，

Us為＋6V直流穩壓電源，視為理想電壓源。調節Rw，令其阻值由大至小變化（從∞至200Ω），記錄兩表的讀數到附表1。

（2）按圖3接線，圖中電阻Rs=200Ω、電位器Rw=500Ω，取自電路原理實驗箱單元11，虛線框可模擬為一個實際的電壓源。調節Rw，令其阻值由大至小變化（從∞至200Ω），記錄兩表的讀數到附表2。

　 2、測定電流源的外特性

按圖4接線，Is為直流恒流源，視為理想電流源。調節其輸出為10mA，令Ro分別為1KΩ和∞（即接入和斷開），調節電位器Rw（從0至470Ω），測出這兩種情況下的電壓表和電流表的讀數。自擬數據表格，記錄實驗數據。

3. 測定電源等效變換的條件先按圖5（a）線路接線，記錄線路中兩表的讀數。然后按圖5(b)接線。調節線路中恒流源的輸出電流IS，使兩表的讀數與圖5(a)的數值相等，記錄Is之值，驗證等效變換條件的正確性。

五、電壓源和電流源的等效變換實驗注意事項

　　1、在測電壓源外特性時，不要忘記測空載時的電壓值，測電流源外特性時，不要忘記測短路時的電流值，注意恒流源負載電壓不要超過12伏，負載不要開路。