1、上海 荣育教学设备 有限公司 网址： 网址： http:/ /http:/ http:/ / 电压源和电流源的等效变换实验 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改变而变。 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，
2、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 Ro 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 go相并联的组合来表示。如果这两种电源能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的条件为： Is Us Ro， go 1/Ro 或 Us IsRo， Ro 1
3、/ go 。 如图 1 所示。 g oIsRUUsRoUL R LI s = U s / R o g = 1/ R oU s = I s R o R o= 1 / go图 1 四、实验内容 1、测定电压源的外特性 （ 1）按图 2 接线，图中电阻 R1=200、电位器 Rw=500，取自电路原理实验箱单元11， Us 为 6V直流稳压电源，视为理想电压源。调节 Rw，令其阻值由大至小变化（从至 200），记录两表的读数到附表 1。 （ 2）按图 3 接线，图中电阻 Rs=200、电位器 Rw=500，取自电路原理实验箱单元11，虚线框可模拟为一个实际的电压源。调节 Rw，令其阻值由大至 小变化
4、（从至 200）， 记录两表的读数到附表 2。 上海 荣育教学设备 有限公司 网址： 网址： http:/ /http:/ http:/ / 图 2 图 3 2、 测定电流源的外特性 按图 4 接线， Is 为直流恒流源，视为理想电 流源。调节其输出为 10mA，令 Ro分别 为 1K和（即接入和断开），调节 电位器 Rw（从 0 至 470），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先按图 5（ a）线路接线，记录线路中两 表的读数。然后按图 5(b)接线。调节线路中恒流源的输出电流 IS，使两表的读数与图 5(a)的数值相等，记录
5、Is之值，验证等效变换条件的正 确性。 图 4 图 5 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要超过 12 伏，负载不要开路。 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. 通常直流稳压电源的输出端不允许短路，直流恒流源的输出端不允许开路，为什么？ 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 R12 0 0VUs 6VARw5 0 0R12 0 0VUs 6VARw5 0 0Rs51
6、R01K VIsARw5 0 01 0m AR12 0 0 V6VAUsRs2 0 0IR12 0 0 VAIIsRs51( a ) ( b )上海 荣育教学设备 有限公司 网址： 网址： http:/ /http:/ http:/ / 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。 序号 名 称 型 号 技术特性及说明 数量 备注 1 电路原理箱或板 1 自行开发研制 2 稳压源 024V 1 3 直流电流源 030mA 1 4 直流电流表 030mA 1 自备 5 直流电压表 030V 1 6 电流表专用线 一端耳机插头、 一端 2 号镀金插头 2 6 2 号实验导线 二端 2 号镀金插头 n
