电压源与电流源的等效变换实验报告总结

电压源与电流源的等效变换实验报告总结 电压源与电流源的等效变换实验报告总结

篇一:

实验一 电压源与电流源的等效变换 实验一 电压源与电流源的等效变换 学号: 132021520 姓名: XXX 班级:

13通信X班 指导老师: X老师 实验组号: 5 实验地点: 1实203 实验日期: 201X年5月18日 一、实验目的和要求: 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、实验仪器:

一、 可调直流稳压电源 1台 二、 直流恒流源 1台 三、 直流数字电压表 1只 四、 直流数字毫安表 1只 五、 电阻器 1个 三、实验原理:

1、一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻，故在实用中，常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流而变，其外特性，即其伏安特性U=f(I)是一条平行于I轴的直线。

一个恒流源在使用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流 源，即其输出电流不随负载的改变而改变。

2(一个实际的电压源(或电流源)，其端电压(或输出电压)不可能不随负载而变，因它具有一定的内组值。故在实验中，用一个小阻值的电阻(或大电阻)与稳压源(或恒流源)相串联(或并联)来模拟一个电压源(或电流源)的情况。

3(一个实际的电源，就其外部特性而言，既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与一个电导g相并联的组合来表示，若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有

相同的外特性。 一个电压源与一个电流源等效变换条件为 第 1 页 共 4 页 Is? 或 Es1 g= RR Es? 如下图6-1所示:

Is1 R= g0g0 四、实验内容: 1(测定电压源的外特性

(1)按图6-2(a)接线，ES为+6V直流稳压电源，调节R，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数 图6-2(a) 图6-2(b)

(2)按图6-2(b)接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调 节R阻值，记录两表读数。 第 2 页 共 4 页

2(测定电流源的外特性 按图6-3接线，Is为直流恒流源，视为

理想电流源，调节其输出为50mA，令R0分别为1KΩ和?，调节R阻值，记录这两种情况下的电压表和电流表的读数。 图6-3 表3 表4

3(测定电源等效变换的条件 按图6-4线路接线，首先读取图6-4(a)线路两表的读数，然后调节图6-4(b)中电压源Es，另两表的读数与图6-4(a)中的数值相等，记录Is之值，验证等效变换条件的正确性。 图6-4(a) 图6-4(b)

五、实验总结 …………………………… 第 3 页 共 4 页 六、思考题

1、分析理想电压源和电压源(理想电流源和电流源)输出端发生短 路(开路)情况时，对电源的影响。 答: 一、理想电压源和电压源:

短路时，电压源由于存在内阻，影响不大;理想电压源电流趋近于无穷大，会烧坏电表。

二、理想电流表和电流表:

开路时，由于电阻很大，导致电压非常大，但电流表有 并联电阻，所以所受影响没有理想电流表哪么大。

2、电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势， 稳压源和恒流源的输出是否在任何负载下保持恒值, 答:

因为电压源与电流源都有串联或并联电阻。稳压源和恒流源的输出不是在任何负载下都保持恒值，比如:

…………. 第 4 页 共 4 页 篇二:

电流源与电压源的等效变换 第 十五 周(第 1、2 讲) 【教学过程】: 导入新课:

电路中的电能都是由电源来提供的，对负载来说，电源是电压的提供者，也可以看成是电流的提供者。 讲授新课:

一、电压源 为电路提供一定电压的电源可以用电压源来表征 1、理想电压源(恒压源):

电源内阻为零，并能提供一个恒定不变的电压。所 以也称恒压源。如图1-a所示。

2、恒压源的两个特点: (1)提供给负载的电压恒定不变; (2)提供给负载的 电流可任意。 3、实际电压源:

可以用一个电阻(相当于内阻)与一个理想的电压源串联来 等效。它提供的端电压受负载影响。如图1-b虚线框内所示。 图 1

二、电流源 为电路提供一定电流的电源可用电流源来表征。 1、理想电流源(恒流源):

电源的内阻为无穷大，并能提供一个恒定不变的电 源。所以也称为恒流源。如图2-a所示。

2、恒流源的两个特点:

(1)提供给负载的电流是恒定不变的; (2)提供给负 载的电压是任意的。 3、实际电流源:

实际上电源的内阻不可能为无穷大，可以把理想电流源与一 个内阻并联的组合等效为一个电流源。如图2-b所示。 图 2

三、两种电源模型的等效变换 讨论问题:

两种电源模型的等效变换的条件是什么, 对外电路，只要负载上的电压与流过的电流是相等的，则两个不同的电源等效。 r0?rS;IS?EEE?IS?rS;r0rS 或者:

(1)电压源等效为电流源:

IS?E r0 rs?r0

(2)电流源等效为电压源: E?ISrs r0?rs 即:

内阻相等，电流源的恒定电流等于电压源的短路电流:

或电压源的恒定电压等于电流源的开路电压。 要注意一个理想电压源是不能等效变换为一个理想电流源的，反之也一样。只有电流源

和电压源之间才能等效变换。但是这种等效变换是对外电路而言的， 电源内部并不等效。 例题讲解: 76页例1 课堂练习:

1(判断: ? 恒压源和恒流源可以等效互换。( ) ? 电压源和电流源等效变换前后电源内部是不等效的。( )

2(3-7-1 3(3-7-2(a)

4(3-7-3(a) 课堂小结: 1、电压源:

为电路提供一定电压的电源。 2、电流源:

为电路提供一定电流的电源。 3、电压源和电流源等效变换的条件: r0?rS;IS?EEE?IS?rS; r0rS 即:

内阻相等，电流源的恒定电流等于电压源的短路电流: 或电压源的恒定电压等于 电流源的开路电压。 作业布置: 3-7-2(b),3-7-3(b),3-7-4 【课后记】:

这是一堂公开课，教师准备比较充分，上课课堂纪律很好，学生

回答问题很积极。在讲解过程中，我感觉到自己的知识面还不够宽， 听课的老师也提出了一些问题:

一、应多联系实际生活和生产中怎样应用电压源和电流源进行讲解; 二、讲课过程中前后不够连贯。 篇三:

大学电压源与电流源等效变换答案 实验五 电压源与电流源的等效变换 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幻的条件 二、原理说明

1、一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻，故在实用中，常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流而变，其外特性，即其伏安特性V=f(I)是一条平行于I轴的直线;

2(一个实际的电压源(或电流源)，其端电压(或输出电压)不可能不随负载而变 ，因它具有一定的内组值。故在实验中，用一个小阻值的电阻(或大电阻)与稳压源(或恒流源)相串联(或并联)来模拟一个电压源(或电流源)的情况。

3(一个实际的电源，就其外部特性而言，既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与一个电导G相并联的组合来表示，若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。 一个电压源与一个电流源等效变换条件为 1IS=ES/R,G=R0 或 1 ES =ISG，R =G0 如图7-1所示

三、实验设备 1(直流电压表 2(直流毫安表

3(恒压源0~30V 4(恒流源0~500mA

5(EEL-06组件(或EEL-18组件) 四、实验内容

1(测定直流稳压电源与电压源的外特性

(1)按图7-2接线，ES为+6V直流稳压电源，调节R2，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数 2小变化，读取两表的数据 按图7-4接线，IS为直流恒流源，调节其输出为5mA，令R0分别为1KΩ和?，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。自拟数据表格，记录实验数据。

3、测定电源等效变换的条件 按图7-5线路接线，首先读取7-5(a)线路两表的读数，然后调节7-5(b)线路中恒流源IS(取Rs=Rs),令两表的读数与7-5(a)时的数值相等，记录IS之值，验证等效变换条件的正确性。 ,

五、实验注意事项

1、在测电压源外特性时，不要忘记测空载时的电压值;测电流源外特性时，不要忘记测短路时的电流值，注意恒流源负载电压不可超过20伏，负载更不可开路。

2、换接线路时，必须关闭电源开关。 3、直流仪表的接入应注意极性与量程。 六、预习思考题

1、直流稳压电源的输出端为什么不允许短路,直流恒流源的输出 端为什么不允许开路, 七、实验报告

1、根据实验数据绘出电源的四条外特性，并总结、归纳二类电源 的特性。

2、从实验结果，验证电源等效变换的条件。 3、心得体会及其他。篇四:

电压源与电流源的等效变换 实验四 电压源与电流源的等效变换 一、实验目的

1( 通过实验加深对电流源及其外特性的认识; 2( 掌握电流源和电压源进行等效变换的条件。

二、原理 电压源是给外电路提供电压的电源，电压源分理想电压源和实际电压源。 理想电压源的输出电压为恒定值，不随外接负载变化。理想电压源的电路模型及其伏安特性如图4-1所示。 图4-1 实际电压源的输出电压随外接负载变化。负载的阻值越大，电压源的输出电压越高，当负载的阻值达到无穷大时，实际电压源的输出电压达

到最大值。实际电压源可以用一个理想电压源与一个内阻的串联的电 路模型表示。其伏安特性曲线如果4-2所示。 图4-2 电流源是除电压源以外的另一种形式的电源，它可以产生电流提供给外电路。电流源可以分为理想电流源和实际电流源。理想电流源可以向外电路提供一个恒值电流，不论外电路电阻的大小如何，其伏安特性曲线如图4-3所示。 图4-3 实际电流源当其端电压增加时，通过外电路的电流并非恒定值而是减小。端电压越高，电流下降得越多;相反，端电压越低通过外电路的电流越大，当端电压为零时，流过外电路的电流最大。实际电流源的电路模型及伏安特性曲线如图4-4所示。 图4-4 某些器件的伏安特性具有近似理想电流源的性质，如硅光电池，晶体三极

管输出特性等。本实验中的电流源是用晶体管来实现的。图4-5给出了晶体三极管在共基极连接时，集电极电流和集电极与集极间的电压

关系曲线。 图4-5 一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，也可以看成是一个电流源。其具体说明如下图所示。 图4-6

三、实验仪器和器材 1( 直流可调电压0~30V板 2(直流稳压电源和200mA恒流源 3( 电阻 4( 电位器

5( 三极管 6( 交直流电压电流表/电流表 7( 标准型导线 8( 标准型短接桥 9( 九孔实验方板

四、实验内容及步骤

1( 测绘理想电压源的伏安特性曲线 按图4-7所示连接电路。将图中的电压源调至US=15V，负载电阻R为电阻箱。调整电阻箱阻值，测量负载电阻R两端的电压U、流过负载电阻R的电流I。 测量数据记录于表 4-1 中。 图4-7

2( 测试理想电流源的伏安特性曲线 按图4-8所示连接电路。将

图中的电流源调至IS=15mA，负载电阻R为电阻箱。调整电阻箱阻值，测量负载电阻R两端的电压U、流过负载电阻R的电流I，测量数据记录于4-2中。 表4-2 图4-8

3( 测试实际电流源的伏安特性曲线 按图4-9连接电路。RS=1KΩ，IS=15mA，调整电阻箱阻值，测量负载R两端的电压U、流过负载R的电流I。测量结果记录于表4-3中。 表4-3 图4-9

4( 电流源与电压源的等效变换 将实际电流源变换为等效的实际电压源。变换后电压源的参数为:

RS?1K? US?I?RS?15mA?1K??15V 等效电路如图4-10所示。调整电阻箱阻值，测量负载(电阻箱)R两端的电压U、流过负载R的电流I。将结果记录于表4-4中。 表4-4 图4-10

五、思考题

1. 电压源和电流源等效变换的条件是什么, Rs=R′s ,Is=Us/Rs 2. 恒压源和恒流源是否能够进行等效变换,为什么, 不能。恒压 源的输出的输出电流是可变的。而恒流源输出电流是恒定的。

3. 若将实验电路中负载电阻的阻值调到100千欧，则流过负载电阻的电流远小于15mA， 试解释这一现象。 非理想恒流源都有内阻，当负载电阻增大到100千欧时，恒流源内阻相对来说将不再是0，，因而流过负载电阻的电流将远小于15mA。篇五:

实验五电压源与电流源的等效变换 实验五 电压源与电流源的等效变换 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、原理说明

1. 一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻。故在实用中，常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流而变。其外特性曲线，即其伏安特性曲线U,f(I)是一条平行于I轴的直线。 一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源，即其输出电流不随负载两端的电压(亦即负载的电阻值)而变。

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(或大电阻)与稳压源(或恒流源)相串联(或并联)来摸拟一个实际的电压源(或电流源)。

3. 一个实际的电源，就其外部特性而言，既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Us与一个电阻R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g相并联的

给合来表示。如果有两个电源，他们能向同样大小的电阻供出同样大小的电流和端电压，则称这

两个电源是等效的，即具有相同的外特性。 一个电压源与一个电流 源等效变换的条件为: 电压源变换为电流源:

Is,Us,R，g,1/R 电流源变换为电压源:

Us,IsR，R, 1/ g 如图5-1所示。 Is=Us/R0 g0=1/R0 L Us=Is.R0 R0=1/g0 L 图 5-1

四、实验内容

1. 测定直流稳压电源(理想电压源)与实际电压源的外特性

(1) 利用HE-11上的元件和屏上的电流插座，按图5-2接线。Us为，12V直流稳压电源。调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数。 Ω Ω 图 5-2 图 5-3

(2) 按图5-3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，记录两表的读数。

2. 测定电流源的外特性 按图5-4接线，Is为直流恒流源，调节其输出为10mA，令R分别为1KΩ和?(即接入和断开)，调节电位器

RL(从0至1KΩ)， 测出这两种情况下的电压表和电流表的读 数，并把测量数据分别添入表格a、b中。 图 5-4 a b

3. 测定电源等效变换的条件 先按图5-5(a)线路接线，记录线

路中两表的读数。然后利用图5-5(a)中右侧的元件和仪表，按图5-5(b)接线。调节恒流源的输出电流IS，使两表的读数与5- 5(a)时的数值相等，记录Is之值，验证等效变换条件的正确性，并将测量数据添入下表。 (a) 图 5-5 (b) 将图5-5(a)两表读数及图5-5(b)I值添入下表:

五、实验注意事项

1. 在测电压源外特性时，不要忘记测空载时的电压值， 测电流源外特性时，不要忘记测短路时的电流值，注意恒流源负载电压不可超过20伏，负载更不可开路。

2. 换接线路时，必须关闭电源开关。 3. 直流仪表的接入应注意极性与量程。 六、预习思考题

1. 直流稳压电源的输出端为什么不允许短路, 直流恒流源的输出端为什么不允许开路,

2. 电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势， 稳压源和恒流源的输出在任何负载下是否保持恒值, 七、实验报告

1. 根据实验数据绘出电源的四条外特性曲线，并总结、 归纳各类电源的特性。

2. 从实验结果，验证电源等效变换的条件。 3. 心得体会及其他。