電工實驗指導(dǎo)書：電壓源與電流源的等效變換

1、.電壓源與電流源的等效變換一、實驗?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。故在實用中，常將它視為一個理想的電壓源，即其輸出電壓不隨負載電流而變。其外特性曲線，即其伏安特性曲線Uf(I)是一條平行于I軸的直線。一個實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. 一個實際的電壓源（或電流源）， 其端電壓（或輸出電流）不可能不隨負載而變，因它具有一定的內(nèi)阻值。故在實驗中，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)）來摸擬一個實際的電壓源（或電流源）。3. 一

2、個實際的電源，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)go相并聯(lián)的組合來表示。如果這兩種電源能向同樣大小的負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：IsUsRo，go1/Ro 或 UsIsRo，Ro 1/ go 。 如圖7-1所示。圖 7-1三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備 注1可調(diào)直流穩(wěn)壓電源030V12可調(diào)直流恒流源0200mA13直流數(shù)字電壓表0200V14直流數(shù)字

3、毫安表0500mA15萬用表1自備6電阻器51，200，1KDGJ-057可調(diào)電阻箱099999.91DGJ-05四、實驗內(nèi)容1. 測定直流穩(wěn)壓電源與實際電壓源的外特性(1) 按圖7-2接線。Us為6V直流穩(wěn)壓電源。調(diào)節(jié)R2，令其阻值由大至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。 圖 7-2 圖 7-3U（V）I（mA） (2) 按圖7-3接線，虛線框可模擬為一個實際的電壓源。調(diào)節(jié)R2，令其阻值由大至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。U（V）I（mA）2. 測定電流源的外特性按圖7-4接線，Is為直流恒流源，調(diào)節(jié)其輸出為10mA，令Ro分別為1K和（即接入和斷開），調(diào)節(jié)電位器RL（從0至470），測出這兩種情況下的電壓

4、表和電流表的讀數(shù)。自擬數(shù)據(jù)表格，記錄實驗數(shù)據(jù)。 3. 測定電源等效變換的條件 先按圖7-5（a）線路接線，記錄線路中兩表的讀數(shù)。然后利用圖7-5(a)中右側(cè)的元件和儀表，按圖7-5(b)接線。調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流或IS，使兩表的讀數(shù)與7- 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7-4 圖 7-5五、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， 測電流源外特性時，不要忘記測短路時的電流值。 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. 電壓源與電流源的外特性為什么呈下降變化趨勢， 穩(wěn)壓源和恒流源的輸出在任何負載下是否保持恒值？七、實驗報告1. 根據(jù)實驗數(shù)