實訓任務1.3電源外特性的測試與分析

電工技術項目教程主編：徐超明副主編：李珍、姚華青、陳建新王平康、劉強工作任務：電流和電壓的測量。電阻器的認識及測量。電阻元件伏安特性的測試。電源外特性的測試與分析。電位的測定與計算用伏安法測量電功率。項目1基本電參量的測量和分析2024/6/302實訓1-7：電壓源外特性的測繪1.3.1電壓源1.3.2電流源實訓1-8：電流源外特性的測繪1.3.3受控源實訓任務1.3電源外特性的測試與分析2024/6/303實訓1-7電壓源外特性的測繪2024/6/304電壓源的端電壓與流過的電流的關系稱為電壓源的外特性。實訓流程：（1）根據(jù)圖所示接線。Us為＋6V的直流穩(wěn)壓電壓源，視為理想電壓源。調(diào)節(jié)R2，令其阻值（R1＋R2）由大至小變化（從∞至200Ω），記錄兩表的讀數(shù)。理想電壓源外特性測量電路

實際電壓源外特性測量電路實訓1-7電壓源外特性的測繪2024/6/305實訓流程：（2）根據(jù)圖1.24接線，虛線框可模擬為一個實際的電壓源。調(diào)節(jié)R2，令其阻值從∞至200Ω變化，記錄兩表的讀數(shù)。理想電壓源外特性測量電路

實際電壓源外特性測量電路（3）繪制理想電壓源和實際電壓源的外特性曲線。實訓1-7電壓源外特性的測繪2024/6/306實訓流程：U（V）I（mA）0表1-13理想電壓源外特性的測量U（V）I（mA）0表1-14實際電壓源外特性的測量【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。（2）換接線路時，必須關閉電源開關。（3）直流儀表的接入應注意極性與量程。實訓任務1.3電源外特性的測試與分析2024/6/307電源是向電路提供能量或信號的元件或設備。干電池、蓄電池、發(fā)電機和各種信號源都是常見的電源。電源有兩種類型，即電壓源和電流源。干電池疊層電池紐扣電池蓄電池穩(wěn)壓電源各種直流電源電壓源：給外電路提供穩(wěn)定電壓，如各種電池、發(fā)電機等。電流源：給外電路提供穩(wěn)定電流，如電子電路合成電源。分1.3.1電壓源2024/6/308特點：（1）電壓源輸出的電壓是一個定值US或是確定的時間函數(shù)uS（t），它由自身情況決定，與流經(jīng)它的電流大小、方向無關；（2）電壓源輸出的電流由它與外接電路的情況共同決定。IUS+_abUab伏安特性iuUS1.電壓源及其VCRRO=0時的電壓源.或者恒壓源1.3.1電壓源2024/6/3091.電壓源及其VCRIUS+_abUab2

R1R22

設:US=10V當R1

、R2

同時接入時：I=10A例

當R1接入時：I=5A則：恒壓源切忌短路1.3.1電壓源2024/6/30102.實際電壓源理想電壓源US或uS串聯(lián)一個電阻R0（1）電路模型（2）伏安特性：伏安特性：電壓源串上負載電阻RL后電路模型1.3.1電壓源2024/6/30112.實際電壓源特點：1）曲線與R0有關，R0越大，曲線斜率越大。

2）有載時，U＜US3）開路時，I=0∴U=US4）短路時，RL=0，5）R0=0時，U=US

，且與負載無關，為理想電壓源短路電流大，一般不允許短路伏安特性：1.3.2電流源2024/6/30121.電流源及其VCR特點：

（1）電流源輸出的電流是一個定值IS或是確定的時間函數(shù)iS（t），與它兩端電壓的大小、方向無關；（2）電流源兩端電壓的大小和極性取決于它及其所連接的外電路。abIUabIsiuIS伏安特性1.3.2電流源2024/6/30131.電流源及其VCR恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設:IS=1AR=10

時，

U=10

V。R=1

時，

U=1

V。則:例恒流源切忌開路1.3.2電流源2024/6/3014恒流源舉例IcIbUce

當Ib

確定后，Ic

就基本確定了。在IC

基本恒定的范圍內(nèi)，Ic

可視為恒流源(電路元件的抽象)。晶體三極管cebIb+-Ube+-UceIc1.3.2電流源2024/6/30152.實際電流源（1）電路模型為理想電流源IS并上一內(nèi)阻R0（2）伏安特性伏安關系1.3.2電流源2024/6/30162.實際電流源（2）伏安特性伏安關系特點：1）曲線與R0有關，R0越大，曲線斜率越大

2）有載時，I＜IS3）開路時，I=0∴U=ISR04）短路時，U=0，I=IS5）R0=∞時，I=IS

，且與負載無關，為理想電流源電流全部流過內(nèi)阻R0，電源內(nèi)阻把電流源的所有能量消耗掉。一般不允許開路。根據(jù)圖接線，IS為直流恒流源，視為理想電流源。調(diào)節(jié)其輸出為10mA，令Ro分別為1kΩ和∞（即接入和斷開分別對應于實際電流源和理想電流源），調(diào)節(jié)電位器RL（從0至470Ω），測出這兩種情況下的電壓表和電流表的讀數(shù)。實訓1-8電流源外特性的測繪2024/6/3017（1）自擬數(shù)據(jù)表格，記錄實驗數(shù)據(jù)。（2）繪制理想電流源和實際電流源的外特性曲線。（3）根據(jù)理想電流源和實際電流源的外特性曲線總結、歸納電流源的外特性，并與理論分析進行對比。實訓流程：注意：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20V，負載不要開路。1.3.3受控源2024/6/3018獨立源：電壓或電流是定值或是時間的函數(shù)，與電路其他地方的電壓或電流無關的電源。受控源：電流或電壓值受到電路中其他支路電流或電壓控制的電源。受控源是四端元件，有兩對端鈕，分別為輸入端鈕和輸出端鈕。輸入端為控制端，其輸入端的電壓或電流作為控制量；輸出端為被控制端，輸出被控制的電壓或電流。1.3.3受控源2024/6/3019根據(jù)其控制量和被控制量的不同，可將受控源分為四類：電流控制電壓源（簡稱流控電壓源，CCVS），電壓控制電壓源（簡稱壓控電壓源，VCVS），電流控制電流源（簡稱流控電流源，CCCS），電壓控制電流源（簡稱壓控電流源，VCCS）。1.3.3受控源2024/6/3020受控量與控制量之間的關系：I1是控制量，U2是被控制量，γ稱為轉移電阻，單位為歐姆（Ω）。典型模型：他勵直流發(fā)電機的輸出電壓受勵磁線圈電流的控制。

1、電流控制電壓源2、電壓控制電壓源受控量與控制量之間的關系：U1是控制量，U2是被控制量，μ稱為電壓放大系數(shù)，單位為無量綱。典型模型：變壓器的副邊輸出電壓受控于原邊輸入電壓。1.3.3受控源2024/6/3021受控量與控制量之間的關系：I1是控制量，I2是被控制量，β稱為電流放大系數(shù)，單位為無量綱。3、電流控制電流源4、電壓控制電流源受控量與控制量之間的關系：典型模型：三極管的基極電流控制集電極電流。U1是控制量，I2是被控制量，g為轉移電