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电压源和电流源的等效变换实验

来源:    作者:    发布时间:2018-9-15 21:20:25

电压源和电流源的等效变换实验

一、电压源和电流源的等效变换实验目的

  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、原电压源和电流源的等效变换实验理说明

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。

四、电压源和电流源的等效变换实验内容

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。

    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。

五、电压源和电流源的等效变换实验注意事项

  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、电压源和电流源的等效变换实验预习思考题

  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、电压源和电流源的等效变换实验实验报告

  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。

硬件需求
电路原理实验箱或实验板
稳压源
直流电流源
直流电流表
直流电压表
电流表专用线
2号实验导线

电路原理箱或板压源和电流源的等效变换实验.doc
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