實(shí)驗(yàn)五電壓源與電流源的等效變換.docVIP

實(shí)驗(yàn)五電壓源與電流源的等效變換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握電源外特性的測(cè)試方法。2. 驗(yàn)證電壓源與電流源等效變換的條件。二、原理說(shuō)明1. 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)阻。故在實(shí)用中，常將它視為一個(gè)理想的電壓源，即其輸出電壓不隨負(fù)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(gè)恒流源在實(shí)用中，在一定的電壓范圍內(nèi)，可視為一個(gè)理想的電流源，即其輸出電流不隨負(fù)載兩端的電壓（亦即負(fù)載的電阻值）而變。2. 一個(gè)實(shí)際的電壓源（或電流源）， 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。故在實(shí)驗(yàn)中，用一個(gè)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(lái)摸擬一個(gè)實(shí)際的電壓源（或電流源）。3. 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，則可用一個(gè)理想的電壓源Us與一個(gè)電阻Ro相串聯(lián)的組合來(lái)表示；若視為電流源，則可用一個(gè)理想電流源Is與一電導(dǎo)go相并聯(lián)的給合來(lái)表示。如果有兩個(gè)電源，他們能向同樣大小的電阻供出同樣大小的電流和端電壓，則稱(chēng)這兩個(gè)電源是等效的，即具有相同的外特性。一個(gè)電壓源與一個(gè)電流源等效變換的條件為：電壓源變換為電流源：IsUsRo，go1/Ro 電流源變換為電壓源：UsIsRo，Ro 1/ go如圖5-1所示。圖 5-1三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱(chēng)型號(hào)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0500mA13直流數(shù)字電壓表0300V14直流數(shù)字毫安表0500mA15萬(wàn)用表1自備6電阻器120，200300，1KEH-117可調(diào)電阻箱099999.91EH-11四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 測(cè)定直流穩(wěn)壓電源（理想電壓源）與實(shí)際電壓源的外特性(1) 利用HE-11上的元件和屏上的電流插座，按圖5-2接線。Us為12V直流穩(wěn)壓電源。調(diào)節(jié)電位器R2，令其阻值由大至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。 圖 5-2 圖 5-3 理想電壓源：I（mA ）101214161820U（V） (2) 按圖5-3接線，虛線框可模擬為一個(gè)實(shí)際的電壓源。調(diào)節(jié)電位器R2，令其阻值由大至小變化，記錄兩表的讀數(shù)。 實(shí)際電壓源：I（mA）101214161820U（V）2. 測(cè)定電流源的外特性按圖5-4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(kāi)），調(diào)節(jié)電位器RL（從0至1K），測(cè)出這兩種情況下的電壓表和電流表的讀 數(shù)，并把測(cè)量數(shù)據(jù)分別添入表格a、b中。 圖 5-4a理想電流源Ro為U（V） 0.512345I（mA）b實(shí)際電流源Ro為1KU（V）0.512345I（mA） 3. 測(cè)定電源等效變換的條件 先按圖5-5（a）線路接線，記錄線路中兩表的讀數(shù)。然后利用圖5-5(a)中右側(cè)的元件和儀表，按圖5-5(b)接線。調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流IS，使兩表的讀數(shù)與5- 5(a)時(shí)的數(shù)值相等，記錄Is之值，驗(yàn)證等效變換條件的正確性，并將測(cè)量數(shù)據(jù)添入下表。 圖 5-5將圖5-5（a）兩表讀數(shù)及圖5-5（b）IS值添入下表：U（V）I（mA）Is（mA）五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1. 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， 測(cè)電流源外特性時(shí)，不要忘記測(cè)短路時(shí)的電流值，注意恒流源負(fù)載電壓不可超過(guò)20伏，負(fù)載更不可開(kāi)路。 2. 換接線路時(shí)，必須關(guān)閉電源開(kāi)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. 直流穩(wěn)壓電源的輸出端為什么不允許短路？ 直流恒流源的輸出端為什么不允許開(kāi)路？ 2. 電壓源與電流源的外特性為什么呈下降變化趨勢(shì)， 穩(wěn)壓源和恒流源的輸出在任何負(fù)載下是否保持恒