2019电压源与电流源的等效变换实验报告总结

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电压源与电流源的等效变换实验报告总结  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:20XX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,其端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与稳压源相串联来模拟一个电压源的情况。  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gO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  gO= RoRo  Es?  如下图6-1所示:   Is1  RO=  g0g0  四、实验内容:  1.测定电压源的外特性  按图6-2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  图6-2    按图6-2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线路两表的读数,然后调节图6-4中电压源Es,另两表的读数与图6-4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  图6-4  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输出端发生短路情况时,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  第 十五 周    【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:提供给负载的电压恒定不变;提供给负载的  电流可任意。  3、实际电压源:可以用一个电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: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:提供给负载的电流是恒定不变的;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?EE???E?IS?rS;r0rS  或者:  电压源等效为电流源:  IS?E  r0rs?r0  电流源等效为电压源:  E?ISrsr0?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  4.3-7-3  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?EE???E?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:  3-7-2,3-7-3,3-7-4  【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。  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,其端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与稳压源相串联来模拟一个电压源的情况。  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
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