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云南電工培訓(xùn)--直流電路(電壓源與電流源的等效變換)

[日期:2019-04-17]   來源:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)  作者:云南技能培訓(xùn)網(wǎng)   閱讀:3078次

云南電工培訓(xùn)--直流電路(電壓源與電流源的等效變換)


實(shí)驗六 電壓源與電流源的等效變換
一、實(shí)驗?zāi)康?br data-filtered="filtered" style=";padding: 0px;font-family: Arial;font-size: 12px;white-space: normal;background-color: rgb(255, 255, 255)"/>1. 掌握電源外特性的測試方法。
2. 驗證電壓源與電流源等效變換的條件。
二、原理說明
1. 一個直流穩(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U=f(I)是一條平行于I軸的直線。一個實(shí)用中的恒流源在一定的電壓范圍內(nèi),可視為一個理想的電流源。
2. 一個實(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)驗中,用一個小阻值的電阻(或大電阻)與穩(wěn)壓源(或恒流源)相串聯(lián)(或并聯(lián))來摸擬一個實(shí)際的電壓源(或電流源)。
3. 一個實(shí)際的電源,就其外部特性而言,既可以看成是一個電壓源,又可以看成是一個電流源。若視為電壓源,則可用一個理想的電壓源Us與一個電阻Ro相串聯(lián)的組合來表示;若視為電流源,則可用一個理想電流源Is與一電導(dǎo)go相并聯(lián)的組合來表示。如果這兩種電源能向同樣大小的負(fù)載供出同樣大小的電流和端電壓,則稱這兩個電源是等效的,即具有相同的外特性。
一個電壓源與一個電流源等效變換的條件為:
Is=Us/Ro,go=1/Ro   或  Us=IsRo,Ro= 1/ go 。 如圖6-1所示。

電壓源與電流源的等效變換

圖 6-1
三、實(shí)驗設(shè)備
序號    名    稱    型號與規(guī)格    數(shù)量    備  注
1    可調(diào)直流穩(wěn)壓電源    0~30V    1    DG04
2    可調(diào)直流恒流源    0~500mA    1    DG04
3    直流數(shù)字電壓表    0~200V    1    D31
4    直流數(shù)字毫安表    0~200mA    1    D31
5    電阻器    120Ω,200Ω
300Ω,1KΩ        DG09
6    可調(diào)電阻箱    0~99999.9Ω    1    DG09
7    實(shí)驗線路            DG05
四、實(shí)驗內(nèi)容
1. 測定直流穩(wěn)壓電源與實(shí)際電壓源的外特性
(1)按圖8-2接線。Us為+12V直流穩(wěn)壓電源(將R0短接)。調(diào)節(jié)R2,令其阻值由大至小變化,記錄兩表的讀數(shù)。

電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的等效變換

                                        
     圖 6-2                        圖 6-3

 圖 6-2                        圖 6-3

     U(V)








I(mA)








 (2) 按圖8-3接線,虛線框可模擬為一個實(shí)際的電壓源。調(diào)節(jié)R2,令其阻值由大至小變化,記錄兩表的讀數(shù)。

U(V)








I(mA)








   
2. 測定電流源的外特性
按圖6-4接線,Is為直流恒流源,調(diào)節(jié)其輸出為10mA,令Ro分別為1KΩ和∞(即接入和斷開),調(diào)節(jié)電位器RL(從0至1KΩ),測出這兩種情況下的電壓表和電流表的讀
數(shù)。自擬數(shù)據(jù)表格,記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)。 

3. 測定電源等效變換的條件  
先按圖6-5(a)線路接線,記
錄線路中兩表的讀數(shù)。然后利用圖
6-5(a)中右側(cè)的元件和儀表,按圖
6-5(b)接線。調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流
IS,使兩表的讀數(shù)與6- 5(a)時的數(shù)值
相等,記錄Is之值,驗證等效變換
條件的正確性。
                                                   圖6-4電壓源與電流源




電壓源與電流源的等效變換電壓源與電流源的等效變換



               (a)                                      (b)
                                     圖 6-5
五、實(shí)驗注意事項
1. 在測電壓源外特性時,不要忘記測空載時的電壓值, 測電流源外特性時,不要忘記測短路時的電流值,注意恒流源負(fù)載電壓不要超過20伏,負(fù)載不要開路。
    2. 換接線路時,必須關(guān)閉電源開關(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. 通常直流穩(wěn)壓電源的輸出端不允許短路,直流恒流源的輸出端不允許開路,為什么?
    2. 電壓源與電流源的外特性為什么呈下降變化趨勢, 穩(wěn)壓源和恒流源的輸出在任何負(fù)載下是否保持恒值?
七、實(shí)驗報告
1. 根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)繪出電源的四條外特性曲線,并總結(jié)、 歸納各類電源的特性。
    2. 從實(shí)驗結(jié)果,驗證電源等效變換的條件。
    3. 心得體會及其他。