实验报告1

实 验 名 称:电源的等效变换

姓       名:陈庚           学  号:1138360117

同  组   人:郭盛、 全卓越  学  号:1138360110  、 1138360138

专业、 班级:土木工程1班                   评    分:

日       期: 2013. 5. 6                      指导老师:

一、实验目的

1、掌握电源外特性的测试方法。

2、验证电压源与电流源等效变换的条件。

二、原理说明

1.一个直流稳压电源在一定的电流范围内,具有很小的内阻。故在实用中,常将它视为一个理想的电压源,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轴的直线。一个实用中的恒流源在一定的电压范围内,可视为一个理想的电流源。

2.一个实际的电压源(或电流源),其端电压(或输出电流)不可能不随负载而变,因它具有一定的内阻值。故在实验中,用一个小阻值的电阻(或电流源)。

3.一个实际的电源,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Us与一个电阻Ro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Is与一电导go相并联的组合来表示。如果这两种电源能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=Us/Ro,go=1/Ro 或 Us=IsRo, Ro=1/go。如图3-1所示。

  三、 实验设备

            图3-1

四、实验内容

1.测定直流稳压电源与实际电压源的外特性。

(1)按图1接线。Us为+12V直流稳压电源(将Ro短接)。调节R2,令其阻值由大至小变化,记录数据结果在表3-1。

3-1 直流稳压电源外特性

(2)按图2接线,虚线框可模拟为一个实际的电压源。调节R2,令其阻值由大至小变化,记录数据结果在表3-2。

3-2 测定实际电压源的外特性

2.测定电流源的外特性

按图3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电压表和电流表的读数。分别记录实验数据在表3-3和表3-4。

3-3 测定电流源的外特性(Ro=1KΩ

3-4 测定电流源的外特性(Ro=∞,相当于短路

3.测定电源等效变换的条件先按图4线路连接,记录线路中两表的读数在表3-5.然后利用图4中右侧的元件和仪表,按图5接线。调节恒流源的输出电流Is,使两表的读数与图4时的数值相等,记录Is之值,验证等效变换条件的正确性。

3-5 测定电源等效变换

3-6 测定电流等效变换

五、实验注意事项

1.在测电压源外特性时,不要忘记测空载时的电压值,测电流源外特性是,不要忘记测短路时的电流值,注意恒流源负载电压不要超过20伏,负载不要开路。

2.换接线路是,必须关闭电源开关。

3.直流仪表的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输出端不允许短路,直流恒流源的输出端不允许开路,为什么?

答:电压源本身其内阻很小,短路时会产生很大的电流,这时候大电流会产生大量的热烧坏电源。电流源输出电流恒定,其输出端开路,等于接了个阻值无穷大的电阻,输出电流在这个电阻两端将产生一个无穷大的电压,大电压会使电流源烧毁。

2.电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势,稳压源和恒流源的输出在任何负载下是否保持恒值?

答:电压源和电流源的外特性,都因为电源必然存在的内阻,所以输出的物理量会随负载的增大,呈下降变化趋势。理论的恒压源和恒流源没有内阻,输出将是平坦的。但是实际上的恒压源和恒流源还是有内阻的,只是内阻很小了,它的输出特性曲线接近平坦,但是略有微小的下降。

七、实验报告

1.根据实验数据绘出电源的四条外特性曲线,并总结各类电源的特性。

         

            


             


            

2.从实验结果,验证电源等效变换的条件。

     答:由等效电源定理可知:将有源二端网络用一个等效的电源代替,因此端口特性相同,也就是说不论电源接到任何电路中,变换前后对外产生的电势和电流都相同。

3.心得体会及其他。

     通过此次电路实验,我的收获真的是蛮大的,不只是学会掌握电源外特性的测试方法,验证电压源与电流源等效变换的条件。更重要的是在此次实验过程中,更好的培养了我们的具体实验的能力。又因为在在实验过程中有许多实验现象,比如数据一计算值的误差测出来的大,需要我们仔细的观察,并且分析现象的原因检查线路,特别有时当实验现象与我们预计的结果不相符时,就更加的需要我们仔细的思考和分析了,并且进行适当的调节。因此电路实验可以培养我们的观察能力、动手操做能力和独立思考能力。

 

第二篇:实验报告五(1)

广东金融学院实验报告

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