电压源与电流源等效变换实验.ppt

实验一 电压源、电流源特性研究
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实验目的
1．掌握建立电源模型的方法；
2．掌握电源外特性的测试方法；
3. 了解电压源电流源及其伏安特性。
4．加深对电压源和电流源特性的理解；
5．研究电源模型等效电压。
I(mA)
0
10
20
30
40
50
U(V)
晶体管
稳压源
mA
V
R=200欧
RL
U
U0
理想电压源实验电路
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2、将一个51欧电阻与稳压电源串联，组成一个实际电压源，如图。接好电路，启动电源，调节输出电压U0为10伏。改变电阻RL数值，测量相应的输出电压U。
I(mA)
0
40
80
120
150
U(V)
晶体管
稳压源
R0=51欧
U0
V
mA
I
U
实际电压源实验电路
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二、测试电流源的伏安特性
1、理想电流源的伏安特性
如图连接好电路。RL=0,接通电源，调节电位器，使IC=10mA。调节RL，测定相应的电流I.
Is
mA
RL
等效电路
I(mA)
0
10
20
30
40
50
U(V)
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2、实际电流源的伏安特性
如图接好电路。RL=0,接通电源，调节电位器，使IC=10mA。这时对于RL而言，前面所接的含源二端网络相当Is=10mA内阻R0=510欧的实际电流源。调节RL，测定相应的电流I.
mA
510欧
RL
Is
等效电路
RL(欧)
100
300
500
700
900
1000
I(mA)测量值
I(mA)计算值
误差%
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3、电源的等效变换
用电压源——串联一个电阻的模型，代替电流源——并联电阻模型。 本实验中，E=IR0=10mA×510Ώ=，相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。
RL(欧)
100
300
500
700
900
1000
I(mA)测量值
I(mA)计算值
误差%
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实验设备、仪器
晶体管稳压电源 一台
实验电路板 一块
直流毫安表 一只
万用表 一只
思考题
1、电压源和电流源等效变换的条件是什么？所谓‘等效’是对谁而言？
2、理想电流源和理想电压源能否进行等效变换？为什么？
3、说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？

答案
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拓展内容
研究电源等效变换的条件是
方法一：用电压源——串联一个电阻的模型，代替电流源——并联电阻模型。E=IR0=10mA×510Ώ=，相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。
方法二：内阻R0为标称值，可能与实际值有出入。因此，先用万用表测出R0的实际值，再用方法一的步骤计算E。相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。
方法三：测量实际电流源的开路输出电压Uab，令电压源的开路电压即E=Uab。相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。
方法四：调节电路中恒压源E，令图2中电流表、万用表的读数图1的数值相等，记录E之值，验证等效变换条件的正确性。
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实验报告要求
1．  根据实验数据表格绘出电源的五条外特性曲线；
2．从实验结果，验证电源等效变换的条件；
3．回答思考题。
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谢谢
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晶体管稳压电源
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直流电流表的使用
（1）应将直流电流表串联在待测电流的支路中；
（2） 接线时，必须使电流从电流表的“+”端流入，“-”端流出，不得反接；
（3） 根据被测电流的大小，选择适当的电流表量限，测量中尽量使指针偏转在；2/3量限以上。
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直流电压表的使用
（1）应将直流电压表并接在待测电压的两端；
（2） 电压表的接线，一般使用表笔，把红表笔接至电压表的“+”端，黑表笔接至电压表的“-”端，测量时将红表笔接至被测电压的正极，黑表笔接至负极；
（3） 根据被测电压的大小，选择适当的电压表量程，测量中尽量使指针偏转在2/3量程以上。
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电路板
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电阻