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    电工技术

    直流电路——电压源与电流源的一等效变换

    Author: Date:2012-06-30 15:51:22
    实验ζ六 电压源与电流源的一等效变换
    一、实验ζ目的一
    1. 掌握电源外特性的一测试方法 。
    2. 验ζ证电压源与电流源等效变换的一条件 。
    二、原理说明
    1. 一个直流稳压电源在一定的一电流范围内,具有很小的一内阻 。故在实用中,常将它视为一个理想的一电压源,即其输出电压不 随负载电流而变 。其外特性曲线,即其伏安特性曲线U=f(I)是一条平行于I轴的一直线 。一个实用中的一恒流源在一定的一电压范围内,可视为一个理想的一电流源 。
    2. 一个实际的一电压源(或电流源), 其端电压(或输出电流)不 可能不 随负载而变,因 它具有一定的一内阻值 。故在实验ζ中,用一个小阻值的一电阻(或大电阻)与稳压源(或恒流源)相串联(或并联)来摸拟一个实际的一电压源(或电流源) 。
    3. 一个实际的一电源,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,则可用一个理想的一电压源Us与一个电阻Ro相串联的一组合来表示;若视为电流源,则可用一个理想电流源Is与一电导go相并联的一组合来表示 。如果这两种电源能向同样大小的一负载供出同样大小的一电流№和端电压,则称这两个电源是等效的一,即具有相同的一外特性 。
    一个电压源与一个电流源等效变换的一条件为:
    Is=Us/Ro,go=1/Ro   或  Us=IsRo,Ro= 1/ go  。 如图6-1所示 。

    电压源与电流源的一等效变换

    图 6-1
    三、实验ζ设备
    序号    名    称    型号与规格    数量    备  注
    1    可调直流稳压电源    0~30V    1    DG04
    2    可调直流恒流源    0~500mA    1    DG04
    3    直流数字电压表    0~200V    1    D31
    4    直流数字毫安表    0~200mA    1    D31
    5    电阻器    120Ω,200Ω
    300Ω,1KΩ        DG09
    6    可调电阻箱    0~99999.9Ω    1    DG09
    7    实验ζ线路            DG05
    四、实验ζ内容
    1. 测定直流稳压电源与实际电压源的一外特性
    (1)按图8-2接线 。Us为+12V直流稳压电源(将R0短接) 。调节R2,令其阻值由大至小变化,记录两表的一读数 。

    电压源与电流源的一等效变换电压源与电流源的一等效变换

                                           
         图 6-2                        图 6-3

     图 6-2                        图 6-3

         UV

     

     

     

     

     

     

     

    ImA

     

     

     

     

     

     

     

     (2) 按图8-3接线,虚线框可模拟为一个实际的一电压源 。调节R2,令其阻值由大至小变化,记录两表的一读数 。

    UV

     

     

     

     

     

     

     

    ImA

     

     

     

     

     

     

     

      
    2. 测定电流源的一外特性
    按图6-4接线,Is为直流恒流源,调节其输出为10mA,令Ro分别为1KΩ№和∞(即接入№和断开),调节电位器RL(从0至1KΩ),测出这两种情况下的一电压表№和电流表的一读
    数 。自拟数据表格,记录实验ζ数据 。

    3. 测定电源等效变换的一条件  
    先按图6-5(a)线路接线,记
    录线路中两表的一读数 。然后利用图
    6-5(a)中右侧的一元件№和仪表,按图
    6-5(b)接线 。调节恒流源的一输出电流
    IS,使两表的一读数与6- 5(a)时的一数值
    相等,记录Is之值,验ζ证等效变换
    条件的一正确性 。
                                                       图6-4电压源与电流源




    电压源与电流源的一等效变换电压源与电流源的一等效变换



                   (a)                                      (b)
                                         图 6-5
    五、实验ζ注意事项
    1. 在测电压源外特性时,不 要忘记测空载时的一电压值, 测电流源外特性时,不 要忘记测短路时的一电流值,注意恒流源负载电压不 要超过20伏,负载不 要开路 。
        2. 换接线路时,必须关闭电源开关 。
        3. 直流仪表的一接入应注意极性与量程 。
    六、预习思考题
    1. 通常直流稳压电源的一输出端不 允许短路,直流恒流源的一输出端不 允许开路,为什么?
        2. 电压源与电流源的一外特性为什么呈下降变化趋势, 稳压源№和恒流源的一输出在任何负载下是否保持恒值?
    七、实验ζ报告
    1. 根据实验ζ数据绘出电源的一四条外特性曲线,并总结、 归纳各类电源的一特性 。
        2. 从实验ζ结果,验ζ证电源等效变换的一条件 。
        3. 心得体会及其他 。

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