电压源与电流源的等效变换实验报告总结

实验一 电压源与电流源的等效变换

学号：132021520 姓名：XXX 班级：13通信X班 指导老师：X老师 实验组号：5

实验地点：1实203 实验日期：20XX年5月18日 一、实验目的和要求：

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、实验仪器：

一、 可调直流稳压电源 1台 二、 直流恒流源 1台 三、 直流数字电压表 1只 四、 直流数字毫安表 1只 五、 电阻器 1个 三、实验原理： 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，即其伏安特性U=f(I)是一条平行于I轴的直线。

一个恒流源在使用中，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的改变而改变。 2．一个实际的电压源，其端电压不可能不随负载而变，因它具有一定的内组值。故在实验中，用一个小阻值的电阻与稳压源相串联来模拟一个电压源的情况。

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ES与一个电导gO相并联的组合来表示，若它们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条件为 第 1 页 共 4 页 Is? 或

Es1 gO= RoRo Es?

如下图6-1所示： Is1 RO= g0g0

四、实验内容： 1．测定电压源的外特性

按图6-2接线，ES为+6V直流稳压电源，调节R，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数 图6-2 图6-2

按图6-2接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节R阻值，记录两表读数。

第 2 页 共 4 页 2．测定电流源的外特性

按图6-3接线，Is为直流恒流源，视为理想电流源，调节其输出为50mA，令R0分别为1KΩ和∞，调节R阻值，记录这两种情况下的电压表和电流表的读数。 图6-3 表3 表4

3．测定电源等效变换的条件

按图6-4线路接线，首先读取图6-4线路两表的读数，然后调节图6-4中电压源Es，另两表的读数与图6-4中的数值相等，记录Is之值，验证等效变换条件的正确性。 图6-4 图6-4 五、实验总结

…………………………… 第 3 页 共 4 页 六、思考题

1、分析理想电压源和电压源输出端发生短路情况时，对电源的影响。

答：一、理想电压源和电压源：短路时，电压源由于存在内阻，影响不大；理想电压源电流趋近于无穷大，会烧坏电表。

二、理想电流表和电流表：开路时，由于电阻很大，导致电压非常大，但电流表有

并联电阻，所以所受影响没有理想电流表哪么大。 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是否在任何负载下保持恒值？ 答：因为电压源与电流源都有串联或并联电阻。稳压源和恒流源的输出不是在任何负载下都保持恒值，比如：…………. 第 4 页 共 4 页 第 十五 周 【教学过程】： 导入新课：

电路中的电能都是由电源来提供的，对负载来说，电源是电压的提供者，也可以看成是电流的提供者。 讲授新课： 一、电压源

为电路提供一定电压的电源可以用电压源来表征 1、理想电压源(恒压源)：电源内阻为零，并能提供一个恒定不变的电压。所

以也称恒压源。如图1-a所示。

2、恒压源的两个特点：提供给负载的电压恒定不变；提供给负载的

电流可任意。

3、实际电压源：可以用一个电阻与一个理想的电压源串联来

等效。它提供的端电压受负载影响。如图1-b虚线框内所示。 图 1 二、电流源

为电路提供一定电流的电源可用电流源来表征。 1、理想电流源：电源的内阻为无穷大，并能提供一个恒定不变的电

源。所以也称为恒流源。如图2-a所示。

2、恒流源的两个特点：提供给负载的电流是恒定不变的；提供给负

载的电压是任意的。

3、实际电流源：实际上电源的内阻不可能为无穷大，可以把理想电流源与一

个内阻并联的组合等效为一个电流源。如图2-b所示。 图 2

三、两种电源模型的等效变换

讨论问题：两种电源模型的等效变换的条件是什么？ 对外电路，只要负载上的电压与流过的电流是相等的，则两个不同的电源等效。