電位與電源外特性的研究

1、實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 電位與電源外特性的研究電位與電源外特性的研究一一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深電壓與電位相互關(guān)系及電位相對性的理解，2、了解直流電壓源、電流源外特性及測試方法；3 進(jìn)一步掌握直流穩(wěn)壓電源的使用方法和基本結(jié)構(gòu)。二、實(shí)驗(yàn)原理與說明二、實(shí)驗(yàn)原理與說明1、電位與電位差 在電路中，電位的參考點(diǎn)選擇不同，各節(jié)點(diǎn)電位也相應(yīng)改變，而任意兩節(jié)點(diǎn)間的電位差不變。即任意兩節(jié)點(diǎn)間電壓與參考點(diǎn)電位的選擇無關(guān)。2、 電壓源的外特性 電壓源的源電壓u(t)確定的時間函數(shù)，與流過電壓源的電流大小無關(guān)，電流的大小取決于外電路。如果是恒定直流電壓源，則其源電壓為一定值US，其外特性如圖1.2.8a所示。實(shí)際電壓源一般都

2、含有內(nèi)阻，隨著外電路電流的增大，電源的端電壓減小。它的外特性如圖1.2.8b所示。實(shí)際電壓源可用一個電壓源US和電阻RS串聯(lián)組合模型來模擬。顯然RS越大，圖1.2.8a、b兩曲線的夾角也越大，實(shí)際電壓源端電壓隨電流變化也越大。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，晶體管、集成電路穩(wěn)壓電源廣泛使用，它的外特性接近電壓源的外特性。對于電壓源的外特性測試問題，一般用穩(wěn)壓電源的外特性近似代替電壓源的外特性；用穩(wěn)壓電源與一電阻串聯(lián)后的外特性，來模擬實(shí)際電壓源的外特性。但在測試時，外電路電流不應(yīng)超過穩(wěn)壓電源的額定電流。3、電流源外特性 電流源的源電流I(t)也是確定的時間函數(shù)，與其端電壓大小無關(guān)，端電壓的大小取決于外電路。

3、如果是恒定直流電流源，則源電流為一定值IS，其外特性如圖1.2.9a所示。實(shí)際電流源一般都含有內(nèi)電導(dǎo)GS，隨著端電壓的增高，對外電路提供的電流減小。其外特性如圖1.2.9b所示。實(shí)際電流源，可用一個電流源IS和一個電導(dǎo)GS相并聯(lián)組合的模型來模擬。顯然GS越大圖1.2.9a、b兩曲線的夾角也越大。晶體管電流源的外特性，在額定電流、輸出電阻范圍內(nèi)，與電流源外特性近似。據(jù)此，在測試電流源外特性時，用晶體管電流源外特性近似代替電流源的外特性，用品體管電流源并聯(lián)一電導(dǎo)GS后的外特性來模擬實(shí)際電流源的外特性。 圖1.2.8 電壓外特性圖 圖1.2.9 電流外特性圖 圖1.2.10 電位研究電路圖三、實(shí)驗(yàn)器

4、材三、實(shí)驗(yàn)器材 1、雙路直流穩(wěn)壓電源 1臺 2、可調(diào)晶體管電流源 1臺 3、直流毫安表 1塊 4、直流電壓表(高內(nèi)阻萬用表) 1塊 5、實(shí)驗(yàn)電路板(或相應(yīng)分立元件) 1塊（元件若干）四、實(shí)驗(yàn)任務(wù)與步驟四、實(shí)驗(yàn)任務(wù)與步驟 1、測量電路中各節(jié)點(diǎn)電位 分別以點(diǎn)和d點(diǎn)作為電位參考點(diǎn)(零電位) 測量圖1.2.10電路中各節(jié)點(diǎn)電位，并將測得的結(jié)果記入表1.2.8中。通過計(jì)算檢驗(yàn)電路中任意兩節(jié)點(diǎn)間的電壓與參考點(diǎn)的選擇無關(guān)。 圖1.2.11 電壓源外特性測試電路圖 圖1.2.12電流源外特性測試電路圖表1.2.8 電位和電壓的測量數(shù)據(jù) abcdefabbccddeeffaa點(diǎn)為參考點(diǎn)d點(diǎn)為參考點(diǎn)2、電壓源外特

5、性測試 (1)電壓源外特性測試參考電路如圖1.2.11所示。(2)測電壓源外特性。選定負(fù)載電阻RL(0-500)可變電阻，調(diào)整穩(wěn)壓電源輸出電壓US5V，然后將開關(guān)S擲向1，調(diào)節(jié)RL，測量電流、電壓并記入表1.2.9中。(3)測實(shí)際電壓源外特性。選一固定電阻RS(1O-100)作為實(shí)際電壓源的內(nèi)阻與US串聯(lián)，以模擬實(shí)際電壓源，然后將開關(guān)S擲向2，調(diào)節(jié)RL，測量電流、電壓并記于表1.2.10中。表1.2.9 電壓源外特性數(shù)據(jù)表1.2.10實(shí)際電壓源外特性數(shù)據(jù)3、電流源外特性測試(1)電流源外特性測試 參考電路如圖1.2.12所示。 (2)測電流源和實(shí)際電流源外特性 當(dāng)開關(guān)S斷開時為測試電流源外特性電路，開關(guān)S閉合時為測試實(shí)際電流源外特性電路。實(shí)驗(yàn)使用的晶體管電流源額定電流IS=30mA(可調(diào))，輸出電阻為500(0-500)。建議GS選用l00-200固定電阻與晶體管電流源并聯(lián)。調(diào)節(jié)RL，測試電流、電壓并記于學(xué)生自擬的表中。五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1 電壓源、電流源和各電阻元件的容量要配套，并與儀表量程相適應(yīng)。 2 調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓時，應(yīng)并聯(lián)一塊電壓表，并以電壓表讀數(shù)為準(zhǔn)。穩(wěn)壓電源的電壓表指示數(shù)只作參考(監(jiān)視用)。六、思考題六、思考題你能舉出幾個實(shí)際電壓源的實(shí)例嗎? 做實(shí)際電壓源外特性時，為什么用穩(wěn)壓電源和一個電阻串聯(lián)組合來