實(shí)驗：電壓源、電流源及其電源等效變換的研究

＋I(xiàn)Is=US/RUs－R0=1/g0型號與規(guī)格0～30V0～200mA0～500V0～2000mA0URL數(shù)量1111=1/R0＋I(xiàn)Is=US/RUs－R0=1/g0型號與規(guī)格0～30V0～200mA0～500V0～2000mA0URL數(shù)量1111=1/R0g0備注CG11掛件CG12掛件CX21掛件CX21掛件＋UISRL

一、實(shí)驗?zāi)康?.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、原理說明1.一個直流穩(wěn)壓電源在一定的電流范圍內(nèi)，具有很小的內(nèi)阻。故在實(shí)用中，常將它視為一個理想的電壓源，即其輸出電壓不隨負(fù)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。一個實(shí)用中的恒流源在一定的電壓范圍內(nèi)，可視為一個理想的電流源。2.一個實(shí)際的電壓源（或電流源），其端電壓（或輸出電流）不可能不隨負(fù)載而變，因它具有一定的內(nèi)阻值。故在實(shí)驗中，用一個小阻值的電阻（或大電阻）與穩(wěn)壓源（或恒流源）相串聯(lián)（或并聯(lián)）來摸擬一個實(shí)際的電壓源（或電流源）。3.一個實(shí)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(lián)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(dǎo)g相0并聯(lián)的組合來表示。如果這兩種電源能向同樣大小的負(fù)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：I＝U／R，g＝1/R或U＝IR，R＝1/g。如圖4-1所示。SS000SS000＋I(xiàn)

＋

－R0US=Is.R0－圖4-1三、實(shí)驗設(shè)備序號名稱1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源2可調(diào)直流恒流源3直流數(shù)字電壓表4直流數(shù)字毫安表

萬用表51Ω/0.25W510Ω/0.25W電阻120Ω/0.25W1K/0.25W碳膜電位器九孔板mA

USVR2

Ω圖4-3300300111200Ω/0.25W11470Ω1＋－＋＋R0470Ω200200自備透明元件盒透明元件盒1透明元件盒透明元件盒萬用表51Ω/0.25W510Ω/0.25W電阻120Ω/0.25W1K/0.25W碳膜電位器九孔板mA

USVR2

Ω圖4-3300300111200Ω/0.25W11470Ω1＋－＋＋R0470Ω200200自備透明元件盒透明元件盒1透明元件盒透明元件盒1CG20掛件US200Ω－6V51Ω100100透明元件盒

透明元件盒mAR1＋V－5050200ΩR26789101112四、實(shí)驗內(nèi)容1.測定直流穩(wěn)壓電源與實(shí)際電壓源的外特性(1)按圖4-2接線。Us為＋6V直流穩(wěn)壓電源。調(diào)節(jié)R，令其阻值由大至小變2化，記錄兩表的讀數(shù)。＋－

R1＋

－－6V470

圖4-2R(Ω)∞4704002U（V）I（mA）(2)按圖4-3接線，虛線框可模擬為一個實(shí)際的電壓源。調(diào)節(jié)R，令其阻值2由大至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。R(Ω)∞4704002U（V）I（mA）2.測定電流源的外特性按圖4-4接線，Is為直流恒流源，調(diào)節(jié)其輸出為10mA，令R分別為1KΩ和0∞（即接入和斷開），調(diào)節(jié)電位器R（從0至470Ω），測出這兩種情況下的電L壓表和電流表的讀數(shù)。自擬數(shù)據(jù)表格，記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)。

mA

IS

－470ΩR0RLV

mA

IS

－470ΩR0RLV

＋＋

1K－10mA

圖4-43.測定電源等效變換的條件先按圖4-5（a）線路接線，記錄線路中兩表的讀數(shù)。然后利用圖4-5(a)中左側(cè)的元件和儀表，按圖4-5(b)接線。調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流IS，使兩表的讀數(shù)與4-5(a)時的數(shù)值相等，記錄Is之值，驗證等效變換條件的正確性。

圖4-5五、實(shí)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(fù)載電壓不要超過20伏，負(fù)載不要開路。2.換接線路時，必須關(guān)閉電源開關(guān)。3.直流儀表的接入應(yīng)注意極性與量程。六、預(yù)習(xí)思考題1.通常直流穩(wěn)壓電源的輸出端不允許短路，直流恒流源的輸出端不允許開路，為什么？2.電壓源與電流源的外特性為什