电压源与电流源的等效变换教学课件.ppt

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1、电压源与电流源的等效变换,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电压源，即输出电压不随负载电流而变，其外特性，即伏安特性u=f(i)是一条平行于 i轴的直线；同理，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。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（或大阻值的电阻）与稳压源（或恒流源）相串联（或并联）来模拟一个实际的电压源（或电流源）的情况。,一个实际的电

2、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，则可以用一个理想电压源ES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与一个电阻RO相并联的组合来表示。若它们向同样大小的负载提供出同样大小的电流和端电压，则这两个电源针对外电路而言是等效的，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=ES/RO 或ES=IS RO如图4-1所示：,图4-1 电压源与电流源的等效变换条件,三、实验设备 1、电源：恒压源、恒流源2、负载：可调变阻器、定值电阻若干3、测量仪表：直流电压表、直流毫安表四、实验步骤测定理想电压源与实际电

3、压源外特性理想电压源（恒压源）（0-20V/0-200mA）按图4-2接线，ES为6V的恒压源，调节变阻器 R2令其阻值由大到小变化，记录电压表及电流表两表读数填入表4-1：,表1-1 理想电压源特性数据表格,图4-2 测定理想电压源的外特性,图4-3 测定实际电压源的外特性,（1）实际电压源（恒压源串联一内阻）（0-20V/0-200mA）按图4-3接线，虚线框可模拟为一个实际电压源，调节变阻器R2令其阻值由大到小变化，读两表数据并填入表4-2：,表4-1 实际电压源特性数据表格,2测定理想电流源与实际电流源外特性(0-20V/0-20mA)理想电流源（恒流源）和实际电流源（恒流源并联一内阻

4、）按图4-4接线，IS为直流恒流源，调节其输出为5mA，令RO阻值分别等于 和1K，调节变阻器R2，测出这两种情况下的电压表及电流表读数。填入表4-3和4-4。,图4-4 测定电流源外特性,表4-3 理想电流源特性数据表格,表4-4 实际电流源特性数据表格,3验证电压源与电流源等效变换的条件(0-20V/0-200mA)按图4-5接线，首先读取（a）图线路两表读数，然后按（b）图接线，调节（b）图中恒流源输出的电流值，令两表读数与（a）图时的数值相等，记录 IS值，验证等效变换条件的正确性。,（a）测电压源外特性,（b）测电流源外特性,图4-5 电源的等效变换,五、实验注意事项1按图接线时，应先接串联，再接并联线路；2通电前，应将滑线变阻器置于阻值最大处，电压源电流源输出调节旋钮应置于0位；3针对每一个实验电路图，正确选择仪表量程档；4直流仪表的接入应注意极性；5恒压源输出端不允许短路；6换接线路时，必须关闭电源开关，严禁带电操作。7注意数据的正确采集方法。,六、实验报告1根据实验中测得的四个表格，分别绘出理想电压源、实际电压源、理想电流源、实际电流源的V-I特性图，并总结归纳特性。2为什么恒压源输出端不允许短路？电压源与电流源外特性为什么呈下降变化趋势？恒压源与恒流源输出在任何负载下是否保持恒定值？根据实验结果总结等效变换的条件。,