电路实验1指导书

1、 一、实验目的1、掌握建立电源模型的方法；2、掌握电源外特性的测试方法；3、加深对电压源和电流源特性的理解；4、研究电源模型等效变换的条件。二、原理说明1、电压源和电流源电压源具有端电压保持恒定不变，而输出电流的大小由负载决定的特性。其外特性，即端电压U与输出电流 I的关系 U f(I) 是一条平行于轴的直线。实验中使用的恒压源在规定的电流范围内，具有很小的内阻，可以将它视为一个电压源。电流源具有输出电流保持恒定不变，而端电压的大小由负载决定的特性。其外特性，即输出电流I与端电压 U的关系 I f(U) 是一条平行于 U轴的直线。实验中使用的恒流源在规定的电流范围内，具有极大的内阻，可以将它视

2、为一个电流源。2、实际电压源和实际电流源实际上任何电源内部都存在电阻，通常称为内阻。因而，实际电压源可以用一个内阻 RS和电压源 US串联表示，其端电压U随输出电流 I增大而降低。在实验中，可以用一个小阻值的电阻与恒压源相串联来模拟一个实际电压源。实际电流源是用一个内阻 RS和电流源 IS并联表示，其输出电流I随端电压 U增大而减3、实际电压源和实际电流源的等效互换一个实际的电源，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，则可用一个电压源Us与一个电阻 RS相串联表示；若视为电流源，则可用一个电流源IS与一个电阻 RS相并联来表示。若它们向同样大小的负载供

3、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。实际电压源与实际电流源等效变换的条件为：（1）取实际电压源与实际电流源的内阻均为 RS；URISS（2）已知实际电压源的参数为 Us和 RS，则实际电流源的参数为和SRS，若已知实际电流源的参数为Is和RSUI RS S和RS。S三、实验设备1、MEL06组件 （含直流数字电压表、直流数字毫安表）R2、恒压源（含6V，12V，030V可调）3、恒源流 0500mA可调1VUSR24、EEL23组件（含固定电阻、电位器）图 101四、实验内容1、测定电压源（恒压源）与实际电压源的外特性实验电路如图101所示，图中的电源US用恒

4、压源中的10V输出端，R1取200 的固定电阻，R2R2将电流表、电压表的读数记入表101中。表101 电压源（恒压源）外特性数据R2（ ）800 900I(mA)(V)U在图101 电路中，将电压源改成实际电压源，mA如图102RS取51 节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入表102中。RSVUSR2图 102表102 实际电压源外特性数据R2（ ）800 900I(mA)(V)U2、测定电流源（恒流源）与实际电流源的外特性按图103接线，图中IS为恒流源，调节其输出为5mAR2取可调电位器，在RS分别为1k R2，记入自拟的数据表格中。mAIRVRSS2图 103

5、3、研究电源等效变换的条按图104 件mARSVVRRR(a)(b)图中的内阻RS 均为51 ，负载电阻R 均为200 。在图104 (a)电路中，USUISSS用恒压源中的10V (b)(a)图 104调节图104 (b)电路中恒流源IS，令两表的读数与图104(a)的数值相等，记录IS 之值，验证等效变换条件的正确性。4、测定电压源串联的外特性将电压源改成实际电压源串联，只需将图102 中的Us 用两个5V 的实际电压源串联代替即可（电压源串联后应保证电压表的读数在10V RS 取51 的固定电阻，调节电位器R2，令其阻值由大至小变化，将电流表、电压表的读数记入自拟的数据表格中。五、实验注

6、意事项1、在测电压源外特性时，不要忘记测空载（I0）时的电压值；测电流源外特性时，不要忘记测短路（U0）时的电流值，注意恒流源负载电压不可超过20 伏，负载更不可开路；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。六、预习与思考题1、电压源的输出端为什么不允许短路？电流源的输出端为什么不允许开路？2、说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？3、实际电压源与实际电流源的外特性为什么呈下降变化趋势，下降的快慢受哪个参数影响？4、实际电压源与实际电流源等效变换的条件是什么？所谓等效是对谁而言？电压源与电流源能否等效变换？七、实验报告要求1、根据实验数据绘出

7、电源的四条外特性，并总结、归纳两类电源的特性；2、从实验结果，验证电源等效变换的条件；3、回答思考题。 U R SSU U , SR R 。SOI R SSI I , R 等SSR 。OU R 和I R SSSS 其输出端短路，测其短路电流 ，且内阻为：UUUR 。OCSIUNUOIIINSC图 11-11U UR tg 。SI ，U UR NSI1。N2有源网络+V+R恒压SSSVUOC2RULUU源-S-图图 11-33 R L。1313134RRSSUUIRRU1212RSLLLUS22424(c)图11-4电路中，断开负载211U 和R 。SS表1 SR L2 S和R 。S表2 L2

8、U 1 U R 按SS表 1 R R SL3表3图11 4表4 142 2 U R I SSS1、 u u21g uiuuu1u21u1212 u1(b)(a)i1i1u r iii1221i g u12(d)(c)i图 13-1gm2 u1u r i21ur2 i1i i21i2 i12A ；uu+-O+u） ）图 13-23uu u ui 1 11 R+ +1u uuui i i21 212RRiRi221.Ru )ui 、iR12图 13-3R22R11u u 控制，其电路模型如图21R )2 。R1i2） ）4+RuL2u u uu111Ri1ui 则1R R图 13-41ui i 2

9、12R R1即i u R R 21LLi1 gi 2 RRuR11） ）i1-+5+uuu u 01u =RR212.i i2R1图13-5u R i21u i 21uir R21） ）6u u 01iR1R1Ri 2 iR R2i212-+Ru i2 i2Lu11.R2.R )ii211R图 13-62i i R ）21Li1 ) 2 (1+iR12+_+ 127U 12_R R R 12LUU）21U 1U 1图72表1 01234567812U 2R R U 1121UR）2LU R 1LU 22表2 LU 2、性 8+_+_U +A1I2R R RLU11LIU）21U R11I 3图

10、 1328表3 01I 2IR）2LU R I ，1L24表4 531 LI 21 1_AR R 1L+UU）+IU21I 211U _2表5表5 01U 2 R）L R 1L压U 62表6 LU 2I21 用A1R R R _RL12LAII）+21I +1R2I I I 2126和7表7 01I /2 I R）L R 1L流I 82表8 LI /2r和 和 和 r和；1 r和4 1SSC合向2的位置时，电源通过 R 向电容 C 充电， （）称为零状态响应Ct-u U U e u /VccSSRU2SSSUc1UCuSt/s0图 161图2U ， RC。CS1Su /VcCRCUSt-u U e UcSS0.368Ut/sS3U 0CS RC。图 ，图14ST 2ucuSaUSb0.632a0