电路实验报告-电压源和电流源的等效变换-20170221

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1、装订线《电路与模电》实验报告实验题目: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,

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

3、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∞5004003002001000UI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

4、据R2∞5004003002001000UI电流单位:电压单位:电阻单位:Ω2.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)0100200300400500IS(mA)U(V)表3-4电流源内阻RS=1KΩ时的外特性RL(Ω)0100200300400500IS(mA)U

5、(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R'S=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。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/1A1实验台自配2直流可调恒流源电源0-200mA1实验台自配3直流数字电压表0

6、-200V1实验台自配4直流数字毫安表0-200mA1实验台自配5电阻器1KΩ等若干DGJ-056可调电阻箱0-99999.9Ω1DGJ-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。六、实验结果分析(实验数据是否能验证实验原理)

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