電工實驗台(tái)電壓源與電流源(yuán)的等效變(biàn)換說明
一、電工實驗台,電工實驗設備,電工(gōng)實驗裝置實驗目的
1. 掌握(wò)電源外特性的測試方法。
2. 驗證電壓源與(yǔ)電(diàn)流源等效變換的條件。
二、電工實(shí)驗台,電工實(shí)驗設備,電(diàn)工實驗裝置原理說明
1. 一個直流穩壓電源在一定的電流範圍內,具有很小的內阻(zǔ)。故在(zài)實用中,常將它視為一個理想的電壓源,即其輸出電壓不隨負載電流而變。其外特性曲線,即其伏安特性曲線U=f(I)是一條平(píng)行(háng)於I軸的直線。一個實用中的(de)恒流源(yuán)在一定的電(diàn)壓範圍內,可視為一個理想(xiǎng)的電流源。
2. 一個實際的電壓源(或電流源), 其端電壓(或輸(shū)出電流(liú))不可能不隨負載而變,因它(tā)具有一定的內阻值。故在實驗中,用一個小阻(zǔ)值的電阻(或大電阻)與穩壓源(或恒流源)相串聯(或並聯)來摸擬一個實際的電壓源(或電流源)。
3. 一個(gè)實(shí)際的電(diàn)源,就其外部特性而言(yán),既可以看成是一個(gè)電壓源,又可以看成是(shì)一個電流源。若視為電壓源,則可用一個理想的電壓源(yuán)Us與一個電阻Ro相串聯的組合來表示;若(ruò)視為(wéi)電流源,則(zé)可用一個理(lǐ)想(xiǎng)電流源Is與一電導g
o相並聯(lián)的組合來表示。如果(guǒ)這兩種電源能向同樣(yàng)大小(xiǎo)的負載供出同樣大小的電流(liú)和端電壓,則稱這兩個電源是等效的(de),即具有(yǒu)相同的外特性。
一個電壓源與(yǔ)一個電流源等效變換的(de)條(tiáo)件為:
I
s=U
s/R
o,g
o=1/R
o 或 U
s=I
sR
o,R
o= 1/ g
o 。 如圖8-1所示。
圖(tú) 7-1
三、電工實驗(yàn)台,電工實驗設備(bèi),電工實驗裝置實驗設備
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序(xù)號 |
名 稱(chēng) |
型號(hào)與規格(gé) |
數(shù)量(liàng) |
備 注(zhù) |
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1 |
可調直流穩(wěn)壓電源 |
0~30V |
1 |
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2 |
可調直流恒流源 |
0~500mA |
1 |
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3 |
直流數(shù)字電壓表 |
0~200V |
1 |
實驗(yàn)屏上 |
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4 |
直流(liú)數字(zì)毫安表 |
0~200mA |
1 |
實驗屏上 |
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5 |
萬用表 |
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1 |
自備 |
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6 |
電阻器 |
120Ω,200Ω
300Ω,1KΩ |
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MYDG05 |
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7 |
可調電阻箱 |
0~99999.9Ω |
1 |
MYDG05 |
四、實驗內容
1. 測定直流穩壓電源與實際電壓(yā)源的外特性(xìng)
(1)按圖7-2接線。Us為+12V直流(liú)穩壓電源(yuán)(將R
0短接)。調節R
2,令其阻值由大至(zhì)小變化,記錄兩表(biǎo)的讀數。
圖 7-2 圖 7-3
(2) 按圖7-3接線(xiàn),虛(xū)線(xiàn)框可模擬為一個實際的電壓(yā)源。調節R
2,令其阻(zǔ)值(zhí)由大至小變化,記(jì)錄兩表的讀數。
2. 測定電流源的外特性
按圖7-4接線,Is為(wéi)直流(liú)恒流源,調(diào)節(jiē)其輸出為10mA,令(lìng)R
o分別為1KΩ和∞(即接入和斷開),調節電位器R
L(從0至(zhì)1KΩ),測(cè)出這兩種情況下的(de)電壓表和電流(liú)表的讀(dú)
數。自擬數據(jù)表格,記錄實驗數(shù)據。3. 測(cè)定電源等效變換的條件先按圖7-5(a)線路接線,記錄線路中兩表的讀數。然後利用圖7-5(a)中右側的元件和儀表,按圖7-5(b)接線。調節(jiē)恒流源的輸出電流I
S,使兩表的讀數與7- 5(a)時的數值相等,記錄Is之值,驗證(zhèng)等效(xiào)變換條件的正確性。
圖7-4
(a) (b)
圖(tú) 7-5
五、實驗注意(yì)事項
1. 在測電壓源外特(tè)性(xìng)時,不要(yào)忘(wàng)記(jì)測空載時的電壓(yā)值, 測(cè)電流源外特性時,不(bú)要忘記(jì)測短路時(shí)的電流值(zhí),注意恒(héng)流源負載電(diàn)壓不(bú)要超過20伏,負載(zǎi)不要開路(lù)。
2. 換接線路時,必須關閉電源開(kāi)關。
3. 直流儀表的接入應注意極性與量程。
六(liù)、預習思考(kǎo)題
1. 通常直(zhí)流穩壓電源的輸出端不允(yǔn)許短路,直流恒流源(yuán)的輸出端不允許開路,為什麽?
2. 電壓源與電流源(yuán)的外特性為什麽呈下降變化趨勢, 穩壓源和恒(héng)流源的輸出在任何(hé)負載下是(shì)否保持(chí)恒值?
七、實驗(yàn)報告
1. 根據實驗數據繪出電源的四條外(wài)特性曲線,並總結、 歸納各類電源的特性。
2. 從實驗結果,驗證電源等效變換的條件。
3. 心(xīn)得體會及其他。