电路实验报告-电压源和电流源的等效变换-20170221.docx

实验二叠加原理的验证 装订线《电路与模电》实验报告 装订线 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： 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 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 R2 ∞ 500 400 300 200 100 0 U I 表3－1 直流稳压电源的外特性测量数据 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。 图3－3 实际的电压源的外特性测量 装订线表3－2 实际的电压源的外特性测量数据 装订线 R2 ∞ 500 400 300 200 100 0 U I 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 RL（Ω） 0 100 200 300 400 500 IS（mA） U（V） 表3－4 电流源内阻RS= 1KΩ时的外特性 RL（Ω） 0 100 200 300 400 500 IS（mA） U(V) 3. 测定电源等效变换的条件 装订线首先按图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RS＝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 图3－5a 图3－5b 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) 表3－5 电压源与电流源等效条件的验证 四、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 直流可调稳压电源 0－30V/1A 1 实验台自配 2 直流可调恒流源电源 0－200mA 1 实验台自配 3 直流数字电压表 0－200V 1 实验台自配 4 直流数字毫安表 0－200mA 1 实验台自配 5 电阻器 1KΩ等 若干 DGJ-05 6 可调电阻箱 0－99999.9Ω 1 DGJ-05 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。 装订线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。 装订线 六、实验结果分析（实验数据是否能验证实验原理）