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(yàn)六　電壓源與電流源的等效變換
一、實(shí)驗(yàn)?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(cè)試方法。
2. 驗(yàn)證電壓源與電流源等效變換的條件。
二、原理說明
1. 一個(gè)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(gè)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(gè)實(shí)用中的恒流源在一定的電壓范圍內(nèi)，可視為一個(gè)理想的電流源。
2. 一個(gè)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(yàn)中，用一個(gè)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(lái)摸擬一個(gè)實(shí)際的電壓源（或電流源）。
3. 一個(gè)實(shí)際的電源，就其外部特性而言，既可以看成是一個(gè)電壓源，又可以看成是一個(gè)電流源。若視為電壓源，則可用一個(gè)理想的電壓源Us與一個(gè)電阻Ro相串聯(lián)的組合來(lái)表示；若視為電流源，則可用一個(gè)理想電流源Is與一電導(dǎo)go相并聯(lián)的組合來(lái)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(gè)電源是等效的，即具有相同的外特性。
一個(gè)電壓源與一個(gè)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。



圖 6-1
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
序號(hào)    名    稱    型號(hào)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(yàn)線路            DG05
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1. 測(cè)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)。



                                        
   　　圖 6-2　　　　　　         　　      　圖 6-3

　圖 6-2　　　　　　         　　      　圖 6-3

 (2) 按圖8-3接線，虛線框可模擬為一個(gè)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)。

   
2. 測(cè)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(cè)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(yàn)數(shù)據(jù)。 

3. 測(cè)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(shí)的數(shù)值
相等，記錄Is之值，驗(yàn)證等效變換
條件的正確性。
                                                   圖6-4








               （a）                                      (b)
                                     圖 6-5
五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1. 在測(cè)電壓源外特性時(shí)，不要忘記測(cè)空載時(shí)的電壓值， 測(cè)電流源外特性時(shí)，不要忘記測(cè)短路時(shí)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(shí)，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(shì)， 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(yàn)報(bào)告
1. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證電源等效變換的條件。
    3. 心得體會(huì)及其他。