實(shí)驗(yàn)三 電壓源與電流源的等效變化

PAGEPAGE2實(shí)驗(yàn)三電壓源與電流源的等效變化實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆针娫赐馓匦缘臏y(cè)試方法。驗(yàn)證電壓源與電流源等效變化的條件。原理說(shuō)明一個(gè)直流穩(wěn)壓電源在一定的電流范圍內(nèi)，具有很小的內(nèi)電阻。故在實(shí)用中，常將它視為理想電壓源，即其輸出電壓不隨負(fù)載電流而變。其外特性曲線(xiàn)，即伏安特性曲線(xiàn)是一條平行于I軸的直線(xiàn)。一個(gè)理想的電流源，其輸出電流不隨負(fù)載電阻而變，其外特性曲線(xiàn)，即伏安特性曲線(xiàn)是一條平行于U軸的直線(xiàn)。一個(gè)實(shí)際的電源，就其外特性而言，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。實(shí)驗(yàn)中，用一個(gè)電阻與電壓源串聯(lián)（與電流源并聯(lián)）來(lái)模擬一個(gè)實(shí)際的電源。一個(gè)實(shí)際的電源，就其外部特性而言，既可以看成是一個(gè)電壓源，又可以看成是一個(gè)電流源。若視為電壓源，可以用一個(gè)理想電壓源與一個(gè)電阻串聯(lián)的組合來(lái)表示；若視為電流源，則可以用一個(gè)理想電流源與一個(gè)電阻相并聯(lián)的組合來(lái)表示。如果這兩種電源能向同樣大小的負(fù)載提供同樣大小的電流和電壓，則稱(chēng)這兩個(gè)電源是等效的，即具有同樣的外特性。一個(gè)電壓源與一個(gè)電流源等效變換的條件為：內(nèi)阻大小不變，串、并聯(lián)互換；電激流和電動(dòng)勢(shì)之間關(guān)系，根據(jù)歐姆定律確定。實(shí)驗(yàn)設(shè)備直流穩(wěn)壓電源直流恒流源電阻直流電流表直流電壓表萬(wàn)用表實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)定理想電壓源和實(shí)際電壓源的外特性按圖1連接電路。調(diào)節(jié)電位器令其阻值由小到大變化，記錄電壓表、電流表的讀數(shù)。按圖2連接電路。調(diào)節(jié)電位器令其阻值由小到大變化，記錄電壓表、電流表的讀數(shù)。測(cè)定電流源的外特性按圖3連接電路。調(diào)節(jié)直流恒流源輸出電流10mA令內(nèi)阻分別為1K和無(wú)窮大（即接入和斷開(kāi)），調(diào)節(jié)電位器，測(cè)出這兩種情況下的電壓表和電流表讀數(shù)。自擬數(shù)據(jù)表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。測(cè)定電源等效變換的條件先按圖4連接電路，記錄電壓表和電流表的讀數(shù)。然后按圖5接線(xiàn)，調(diào)節(jié)恒流源的大小，使電壓表和電流表的讀數(shù)與圖4時(shí)的數(shù)值相等，記錄電激流的值，驗(yàn)證等效變換條件的正確性。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)在測(cè)電壓源外特性時(shí)，不要忘記測(cè)空載時(shí)的電壓值，注意負(fù)載不要短路。測(cè)電流源外特性時(shí)，不要忘記測(cè)短路時(shí)的電流值，注意負(fù)載不要開(kāi)路。直流儀表的接入，注意極性與量程。預(yù)習(xí)思考題通常穩(wěn)壓電源的輸出端不允許短路，恒流源不允許的輸出端不允許開(kāi)路，為什么？電壓源和電流源的外特性為什么呈下降趨勢(shì)？實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)電路（請(qǐng)補(bǔ)畫(huà)電壓表和電流表）圖1圖2圖3圖4圖5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1穩(wěn)壓源輸出特性數(shù)據(jù)U（V）6v6v6v6v6v6v6vI（mA）0.029A0.024A0.017A0.012A8.572mA5.000mA0.060mA表2電壓源輸出特性數(shù)據(jù)U（V）9.990v0.909v4.998v9.980v0.833v3.333v4.975vI（mA）10mA9.999mA9.996mA9.990mA9.167mA6.667mA5