电压源与电流源的等效变换
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、掌握电流源和电压源进行等效变换的条件。 二、原理说明
1、理想电流源的电流与其端电压无关，电流总保持某一恒定值。它具有两个基本性质。
a. 理想电流源的电流I S 的函数是固定的，不因其联接的外电路不同而改变。 b. 理想电流源的端电压不由它本身决定，而由与之相联接的外电路确定，其伏安特性如图5-1所示。实际的电流源可以用一个理想电流源I S 和一个内阻R S 并联的电路模型来表示。实际的电流源的模型及其伏安特性如图5-2所示。
2、理想电压源的电压与其端电流无关，电压总保持某一恒定值，它具有两个基本性质。
a ．理想电压源的电压E S 的函数是固定的，不因其联接的外电路的不同而改变。
b ．理想电压源的端电流不由它本身决定，而由与之联接的外电路确定，其伏安特性如图5-3所示，实际的电压源可以用一个理想电压源E S 和一个内阻R S 串联的电路模型来表示，实际的电压源的模型及伏安特性如图5-4所示。
3、电源的等效变换
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E S 与一个电阻R S 相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源I S 与一个电导G S 相并联的结合来表示，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的条件为
Is =
Es Rs Gs =1Is 1Rs 或 Es =Gs Rs =Gs
如下图所示
三、实验内容
1、测定电压源的外特性
（1）按图5-6（a ）接线，E S 为+6V直流稳压电源，视为理想电压源，R L 为可调电阻箱，调节R L 阻值，记录电压表和电流表读数。
（2）按图5-6（b ）接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节R L 阻值，
2、测定电流源的外特性。
按图5-7接线，I S 为直流恒流源，视为理想电流源，调节其输出为5mA ，令R S 分别为1K Ω和∞，调节R L 阻值，记录这两种情况下的电压表和电流表的读数。
按图5-8（a ）线路接线，首先读取图5-8（a ）线路两表的读数，然后调节图
5-8（b ）线路中恒流源I S （取R S ′=RS ），令两表的读数与图5-8（a ）中电压表和电流表的数值相等，记录I S 之值，验证等效条件的正确性。 四、实验注意事项
1、在测试电压源外特性时，不要忘记测空载时的电压值，在改变负载时，
不容许
负载短路。测试电流源外特性时，不要忘记测短路时的电流值，在改变负载时，不容许负载开路。
2、换接线路时，必须关闭电源开关。 3、直流仪表的接入应注意极性与量程。 五、预习思考题
1、分析理想电压源和电压源（理想电流源和电流源）输出端发生短路（开 路）情况时，对电源的影响。
1、电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，理想电压源和理想电 流源的输出在任何负载下是否保持恒值？ 六、实验报告
1、根据实验数据绘出电源的四条外特性，并总结，归纳各类电源的特性。 2、从实验结果，验证电源等效变换的条件。 2、心得体会及其它。