試驗壹

電壓源、電流源特性研究

1試驗?zāi)康?．掌握建立電源模型的措施；2．掌握電源外特性的測試措施；3.理解電壓源電流源及其伏安特性。4．加深對電壓源和電流源特性的理解；5．研究電源模型等效變換的條件。預(yù)習規(guī)定預(yù)習電源模型的有關(guān)章節(jié)，純熟掌握實際電壓源與電流源的互換措施。2試驗原理壹、電壓源理想電壓源具有兩個基本性質(zhì)：<1>它的電壓是定值。<2>流過理想電壓源的電流不是由電壓源自身決定，而是由與它相接的外電路來確定。理想的電壓源并不存在，但有些實際電源在壹定條件下可近似地看作理想的電壓源。實際的電源可以用壹種理想電壓源和壹種小電阻串聯(lián)的模型來表達．當電壓源中有電流流過時,必然在內(nèi)阻上產(chǎn)生電壓降,因此，實際電壓源的端電壓U可表達為：U=E-IR0

+-E+-ER03二、電流源理想電流源具有兩個基本性質(zhì)：〈1〉它的電流是定值，或是壹定的時間函數(shù)?！?〉它的端電壓不是由電流源自身決定，而是由與它相接的外電路來確定。理想的電流源并不存在，但有些實際電源在壹定條件下可近似地看作理想的電流源。如晶體三極管。晶體三極管共基極連接，當UBC在壹定范圍內(nèi)變化時，集電極電流IC近乎恒值，可將其視為理想電流源。實際的電源可以用壹種理想電流源和壹種電阻并聯(lián)的模型來表達。ISIRIISU理想電流源ISIR0I’RIU00實際電流源IS4三、電源的等效變換假如兩種電源的參數(shù)滿足：R0=R0’E/R0=Is則電壓源與電流源可以互相轉(zhuǎn)換，而對外電路不發(fā)生任何影響。見圖5試驗內(nèi)容、環(huán)節(jié)壹、測定直流穩(wěn)壓電源的伏安特性1、壹般狀況下，晶體穩(wěn)壓電源內(nèi)阻遠不不小于負載電阻，可將其視為理想電壓源。如好線路，啟動晶體穩(wěn)壓電源，調(diào)整輸出電壓U0等于10伏，調(diào)整可變電阻RL,測量的輸出電壓。I(mA)01020304050U(V)晶體管穩(wěn)壓源mAVR=200歐RLUU0理想電壓源試驗電路62、將壹種51歐電阻與穩(wěn)壓電源串聯(lián)，構(gòu)成壹種實際電壓源，如圖。接好電路，啟動電源，調(diào)整輸出電壓U0為10伏。變化電阻RL數(shù)值，測量對應(yīng)的輸出電壓U。I(mA)04080120150U(V)晶體管穩(wěn)壓源R0=51歐U0VmAIU實際電壓源試驗電路7二、測試電流源的伏安特性1、理想電流源的伏安特性如圖連接好電路。RL=0,接通電源，調(diào)整電位器，使IC=10mA。調(diào)整RL，測定對應(yīng)的電流I.IsmARL等效電路I(mA)01020304050U(V)82、實際電流源的伏安特性如圖接好電路。RL=0,接通電源，調(diào)整電位器，使IC=10mA。這時對于RL而言，前面所接的含源二端網(wǎng)絡(luò)相稱Is=10mA內(nèi)阻R0=510歐的實際電流源。調(diào)整RL，測定對應(yīng)的電流I.mA510歐RLIs等效電路RL(歐)1003005007009001000I(mA)測量值I(mA)計算值誤差%93、電源的等效變換用電壓源——串聯(lián)壹種電阻的模型，替代電流源——并聯(lián)電阻模型。本試驗中，E=IR0=10mA×510?=5.1V，對應(yīng)的電壓源電路如圖2。調(diào)整RL,測量對應(yīng)的電流值。RL(歐)1003005007009001000I(mA)測量值I(mA)計算值誤差%10試驗設(shè)備、儀器晶體管穩(wěn)壓電源壹臺試驗電路板壹塊直流毫安表壹只萬用表壹只思索題1、電壓源和電流源等效變換的條件是什么？所謂‘等效’是對誰而言？2、理想電流源和理想電壓源能否進行等效變換？為何？3、闡明電壓源和電流源的特性，其輸出與否在任何負載下能保持恒值？

答案11拓展內(nèi)容研究電源等效變換的條件是措施壹：用電壓源——串聯(lián)壹種電阻的模型，替代電流源——并聯(lián)電阻模型。E=IR0=10mA×510?=5.1V，對應(yīng)的電壓源電路如圖2。調(diào)整RL,測量對應(yīng)的電流值。措施二：內(nèi)阻R0為標稱值，也許與實際值有出入。因此，先用萬用表測出R0的實際值，再用措施壹的環(huán)節(jié)計算E。對應(yīng)的電壓源電路如圖2。調(diào)整RL,測量對應(yīng)的電流值。措施三：測量實際電流源的開路輸出電壓Uab，令電壓源的開路電壓即E=Uab。對應(yīng)的電壓源電路如圖2。調(diào)整RL,測量對應(yīng)的電流值。措施四：調(diào)整電路中恒壓源E，令圖2中電流表、萬用表的讀數(shù)圖1的數(shù)值相等，記錄E之值，驗證等效變換條件的對的性。12試驗匯報規(guī)定1．

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)表格繪出電源的五條外特性曲線；2．從試驗成果，驗證電源等效變換的條件；3．回答思索題。13謝謝14晶體管穩(wěn)壓電源15直流電流表的使用（1）應(yīng)將直流電流表串聯(lián)在待測電流的支路中；（2）接線時，必須使電流從電流表的“+”端流入，“-”端流出，不得反接；（3）根據(jù)被測電流的大小，選擇合適的電流表量限，測量中盡量使指針偏轉(zhuǎn)在；2/3量限以上。16直流電壓表的使用（1）應(yīng)將直流電壓表并接在待測電壓的兩端；（2）電壓表的接線，壹般使用表筆，把紅表筆接至電壓表的“+”端，黑表筆接至電壓表的“-”端，測量時將紅表筆接至被測電壓的正極，黑表筆接至負極；（3）根據(jù)被測電壓的大小，選擇合適的電壓表量程，測量中盡量使指針偏轉(zhuǎn)在2/3量程以上。17電路板18電阻箱19思索題的參照答案1、電壓源和電流源等效變換的條件是什么？所謂‘等效’是對誰而言？答：R0=R0’E/R0=Is其中，R0、R0’為電壓源內(nèi)阻和電流源內(nèi)阻。所謂等效是對外電路而言的。2、理想電流源和理想電壓源能否進行等效變換？為何？答：不能。由于理想電壓源的內(nèi)阻為0，運用等效變換條