電工實驗臺電壓源與電流源的等效變換說明

一、電工實驗臺,電工實驗設備,電工實驗裝置實驗目的
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、電工實驗臺,電工實驗設備,電工實驗裝置原理說明
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。故在實用中，常將它視為一個理想的電壓源，即其輸出電壓不隨負載電流而變。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. 一個實際的電壓源（或電流源）， 其端電壓（或輸出電流）不可能不隨負載而變，因它具有一定的內(nèi)阻值。故在實驗中，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)）來摸擬一個實際的電壓源（或電流源）。
3. 一個實際的電源，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g_o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：
I_s＝U_s／R_o，g_o＝1/R_o   或  U_s＝I_sR_o，R_o＝ 1/ g_o 。 如圖8-1所示。 三、電工實驗臺,電工實驗設備,電工實驗裝置實驗設備

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
2	可調(diào)直流恒流源	0~500mA	1
3	直流數(shù)字電壓表	0~200V	1	實驗屏上
4	直流數(shù)字毫安表	0~200mA	1	實驗屏上
5	萬用表		1	自備
6	電阻器	120Ω，200Ω 300Ω，1KΩ		MYDG05
7	可調(diào)電阻箱	0~99999.9Ω	1	MYDG05

四、實驗內(nèi)容
1. 測定直流穩(wěn)壓電源與實際電壓源的外特性
(1)按圖7-2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)。

U（V）
I（mA）

 (2) 按圖7-3接線，虛線框可模擬為一個實際的電壓源。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7-4接線，Is為直流恒流源，調(diào)節(jié)其輸出為10mA，令R_o分別為1KΩ和∞（即接入和斷開），調(diào)節(jié)電位器R_L（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，記錄實驗數(shù)據(jù)。3. 測定電源等效變換的條件先按圖7-5（a）線路接線，記錄線路中兩表的讀數(shù)。然后利用圖7-5(a)中右側(cè)的元件和儀表，按圖7-5(b)接線。調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流I_S，使兩表的讀數(shù)與7- 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。   五、實驗注意事項
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，注意恒流源負載電壓不要超過20伏，負載不要開路。
2. 換接線路時，必須關閉電源開關。
3. 直流儀表的接入應注意極性與量程。
六、預習思考題
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載下是否保持恒值？
七、實驗報告
1. 根據(jù)實驗數(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. 從實驗結(jié)果，驗證電源等效變換的條件。
3. 心得體會及其他。