电路实验报告-电压源和电流源的等效变换-20170221

《电路与模电》实验报告

实验题目：电压源与电流源的等效变换

姓名： 学号： 实验时间： 实验地点： 指导老师： 班级：

装订线

一、实验目的

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、实验原理

1. 一个直流稳压电源在一定的电流范围内，其内阻很小。故在实用中，常将它视为一个理想的电压源，即认为输出电压不随负载电流而变，其伏安特性V＝f(I)是一条平行于I轴的直线。

同样，一个实际的恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源。

2. 一个实际的电压源（或电流源），其端电压（或输出电流）不可能不随负载而变，因它具有一定的内阻值。故在实验中，用一个小阻值的电阻与稳压源相串联来摸拟一个实际的电压源，用一个大电阻与恒流源并联来模拟实际的电流源。

3. 一个实际的电源，就其外部特性而言，即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与一个电阻R0相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源IS与一电导g0相并联的组合来表示。若它们能向同样的负载提供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，它们具有相同的外特性。

一个电压源与一个电流源等效变换的条件为: 图3－1 电压源与电流源的等效变换

IS?USR0,g0?1R0,或US?ISR0,R0?1g0IIS=US/R0,g0＝1/R0IRLUS=ISR0,R0＝1/g0+ US_R0 U+IS_g0URL三、实验内容

1. 测定直流稳压电源与电压源的外特性

(1) 按图3－2接线，US为＋6V直流稳压电源，R1=200Ω，R2=470Ω。调节R2，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数于表3－1。

图3－2 直流稳压电源的外特性测量

表3－1 直流稳压电源的外特性测量数据

R2 U I ∞ 500 400 300 200 100 0 I+mA_+US_6VR1V200ΩR2470Ω电流单位： 电压单位： 电阻单位：Ω

(2) 按图3－3接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，记录两表的数据于3－2。

+mAI_+US_6VVR1R2 200ΩR051Ω470Ω图3－3 实际的电压源的外特性测量

表3－2 实际的电压源的外特性测量数据

装订线R2 U I ∞ 500 400 300 200 100 0

电流单位： 电压单位： 电阻单位：Ω 2. 测定电流源的外特性

按图3－4接线，IS为直流恒流源，调节其输出为10mA，令RS分别为1KΩ和∞，（即接入或断开），调节电位器RL（从0至470Ω），测出这两种情况下的电压表和电流表的读数,记录实验数据于表3－3和表3－4。

图3－4 电流源的外特性测量

表3－3 电流源内阻RS=∞时的外特性

3. 测定电源等效变换的条件

RL（Ω） IS（mA） U（V） 0 100 200 300 400 500 I+mA_10mA+IS_RsRL470ΩV1K或∞表3－4 电流源内阻RS= 1KΩ时的外特性

RL（Ω） IS（mA） U(V) 0 100 200 300 400 500 首先按图3－5a线路接线，读取其中两表的读数。然后按图3-5b线路接线，调节其中恒流源IS（取R'S＝RS），直至两表的读数与左边线路的数值相等，记录IS等数值于表3－5，验证电源等效变换条件的正确性。

装订线 +ImA_+ US_

6VI+mA_V R200ΩR051ΩIS+RsR200ΩV51Ω图3－5a 图3－5b

表3－5 电压源与电流源等效条件的验证

四、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6

五、注意事项

1. 实验中使用的恒压源的输出需要在负载开路时实际测出，恒流源的输出也同样需在负载短路时把数据测出。注意恒流源负载电压不可超过20伏，负载更不可开路。

2. 改接线路时，必须关闭电源开关。

名 称 直流可调稳压电源 直流可调恒流源电源 直流数字电压表 直流数字毫安表 电阻器 可调电阻箱 型号与规格 0－30V/1A 0－200mA 0－200V 0－200mA 1KΩ等 0－99999.9Ω 数量 1 1 1 1 若干 1 备注 实验台自配 实验台自配 实验台自配 实验台自配 DGJ-05 DGJ-05 电压源供电时U（V） 电压源供电时I（mA） 保持U、I不变所需的电流源IS(mA) 3. 直流仪表的接入应注意量程与极性，以保证数据的正确性。

六、实验结果分析（实验数据是否能验证实验原理）

装订线

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zh36.html