电压源与电流源的等效变换.docx
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实验四 电压源与电流源的等效变换姓名学号专业实验台号实验时间智能科学与技术132013.4.26一、 实验目的1. 通过实验加深对电流源及其外特性的认识；2. 掌握电流源和电压源进行等效变换的条件二、 原理电压源是给外电路提供电压的电源，电压源分理想电压源和实际电压源理想电压源的输出电压为恒定值，不随外接负载变化理想电压源的电路模型及其伏安 特性如图4-1所示实际电压源的输出电压随外接负载变化负载的阻值越大，电压源的输出电压越高，当 负载的阻值达到无穷大时，实际电压源的输出电压达到最大值实际电压源可以用一个理想 电压源与一个内阻的串联的电路模型表示其伏安特性曲线如果4-2所示图4-2电流源是除电压源以外的另一种形式的电源，它可以产生电流提供给外电路电流源可 以分为理想电流源和实际电流源理想电流源可以向外电路提供一个恒值电流，不论外电路 电阻的大小如何，其伏安特性曲线如图4-3所示实际电流源当其端电压增加时，通过外电路的电流并非恒定值而是减小端电压越高, 电流下降得越多；相反，端电压越低通过外电路的电流越大，当端电压为零时，流过外电路 的电流最大实际电流源的电路模型及伏安特性曲线如图4-4所示。
图4-4某些器件的伏安特性具有近似理想电流源的性质，如硅光电池，晶体三极管输出特性等 本实验中的电流源是用晶体管来实现的图4-5给出了晶体三极管在共基极连接时，集电极 电流和集电极与集极间的电压关系曲线…心Io=4jtAIo- 3nA1I 戸 Inkr ■ ■ * » ■ 0 2 4 0 S 10 UW'：T：.图4-5一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，也可以看成是一个电 流源其具体说明如下图所示图4-6三、实验仪器和器材1. 直流可调电压0〜30V板2. 土15直流稳压电源和200mA恒流源3. 电阻4. 电位器5. 三极管6. 交直流电压电流表/电流表7. 标准型导线8. 标准型短接桥9. 九孔实验方板 四、实验内容及步骤1. 测绘理想电压源的伏安特性曲线按图4-7所示连接电路将图中的电压源调至US=15V，负载电阻R为电阻箱调整电阻箱 阻值，测量负载电阻R两端的电压U、流过负载电阻R的电流I测量数据记录于表4-1中表4-1R/02004006008001KI/mA7638261913U/V14.915.014.915.015.0图4-72. 测试理想电流源的伏安特性曲线按图4-8所示连接电路。
将图中的电流源调至IS=15mA，负载电阻R为电阻箱调整电阻 箱阻值，测量负载电阻R两端的电压U、流过负载电阻R的电流I,测量数据记录于4-2中表4-2R/Q02004006008001KI/mA15.015.015.015.015.012.7U/V0.002.916.49.111.712.5图4-83. 测试实际电流源的伏安特性曲线按图4-9连接电路RS=1KQ, IS=15mA，调整电阻箱阻值，测量负载R两端的电压U、流过 负载R的电流I测量结果记录于表4-3中表4-3R/Q02004006008001KI/mA15.012.510.79.3&37.5U/V0.052.894.55.96.97.64. 电流源与电压源的等效变换将实际电流源变换为等效的实际电压源变换后电压源的参数为:R = 1K 0SU 二 I - R 二 15mA ・ 1K0 二 15VS s等效电路如图4-10所示调整电阻箱阻值，测量负载（电阻箱）R两端的电压U、流过负载R的电流I将结果记录于表4-4中U表4-4R/02004006008001KI/mA15.012.911.09.6&67.7U/V0.052.504.256.07.07.9图 4-10五、思考题1. 电压源和电流源等效变换的条件是什么？Rs二R's ,Is=Us/Rs2. 恒压源和恒流源是否能够进行等效变换？为什么？不能。
恒压源的输出的输出电流是可变的而恒流源输出电流是恒定的3. 若将实验电路中负载电阻的阻值调到100千欧，则流过负载电阻的电流远小于15mA, 试解释这一现象非理想恒流源都有内阻，当负载电阻增大到100千欧时，恒流源内阻相对来说将不再是 0,因而流过负载电阻的电流将远小于15mA。
