电路分析实验报告
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电压源与电流源的等效变换
一、实验目的
1、 加深理解电压源、电流源的概念。加深理解电压源、电流源的概念。
2、 掌握电源外特性的测试方法。掌握电源外特性的测试方法。
二、原理及说明
1、 电压源是有源元件，电压源是有源元件，可分为理想电压源与实际电压源。可分为理想电压源与实际电压源。可分为理想电压源与实际电压源。理想电压源在一定的电流理想电压源在一定的电流
范围内，具有很小的电阻，它的输出电压不因负载而改变。而实际电压源的端电
压随着电流变化而变化，压随着电流变化而变化，即它具有一定的内阻值。即它具有一定的内阻值。即它具有一定的内阻值。理想电压源与实际电压源以及理想电压源与实际电压源以及
它们的伏安特性如图4-1所示所示((参阅实验一内容参阅实验一内容))。
2、电流源也分为理想电流源和实际电流源。
理想电流源的电流是恒定的，理想电流源的电流是恒定的，不因外电路不同而改变。不因外电路不同而改变。不因外电路不同而改变。实际电流源的电流与所联接实际电流源的电流与所联接
的电路有关。当其端电压增高时，通过外电路的电流要降低，端压越低通过外电路的电
流越大。实际电流源可以用一个理想电流源和一个内阻R
S并联来表示。图4-2为两种电
流源的伏安特性。流源的伏安特性。
２ 3、电源的等效变换
一个实际电源，尤其外部特性来讲，可以看成为一个电压源，也可看成为一个
电流源。两者是等效的，其中I
S=U
S/R
S 或或 U
S=I
SRS
图4-3为等效变换电路，由式中可以看出它可以很方便地把一个参数为U
s和R
s的
电压源变换为一个参数为I
s和R
S的等效电流源。同时可知理想电压源与理想电流源两者
之间不存在等效变换的条件。之间不存在等效变换的条件。
三、仪器设备
电工实验装置电工实验装置 ： DG011 DG011、、 DG053 DG053 、、 DY04 DY04 、、 DYO31
四、实验内容
1、理想电流源的伏安特性
1)1) 按图4-4(a)4-4(a)接线，毫安表接线使用电流插孔，接线，毫安表接线使用电流插孔，接线，毫安表接线使用电流插孔，RR
L使用1KΩ电位器。电位器。
2)2) 调节恒流源输出，使I
S为10mA10mA。。，
3)3) 按表4-1调整R
L值,观察并记录电流表、电压表读数变化。将测试结果填入表
4-1中。中。
2、实际电流源的伏安特性
按照图4-4(b)4-4(b)接线，按表接线，按表4-1调整R
L值，将测试的结果填入表4-1中。中。
３ 3、电流源与电压源的等效变换
按照等效变换的条件，上述电流源可以方便地变换为电压源，如图4-5所示，
其中US=ISRS=10mA=10mA××1KΩ=10V=10V，内阻，内阻RS仍为1KΩ，按表4-1调整RL值，将测试结果
填入表4-1中，并与实际电流源的数据比较，验证其等效互换性。中，并与实际电流源的数据比较，验证其等效互换性。
表4-1 4-1 电流源与电压源的等效变换电流源与电压源的等效变换电流源与电压源的等效变换
R
L (Ω) 0 200 300 510 1K
理 想想
电流源电流源 I
S (mA)
U (V)
实 际际
电流源电流源 I
L (mA)
U (V)
等效实际等效实际
电压源电压源 I
L (mA)
U (V)
五、报告要求
1.1.根据测试数据绘出各电源的伏安特性曲线。根据测试数据绘出各电源的伏安特性曲线。根据测试数据绘出各电源的伏安特性曲线。
2.2.比较两电源互换后的结果，如有误差分析产生的原因。比较两电源互换后的结果，如有误差分析产生的原因。比较两电源互换后的结果，如有误差分析产生的原因。
４ 受控源特性的研究
一、实验目的
1、 加深对受控源概念的理解；加深对受控源概念的理解；
2、测试VCVSVCVS、、VCCS或CCVSCCVS、、CCCS加深受控源的受控特性及负载特性的认识。加深受控源的受控特性及负载特性的认识。
二、原理及说明
1、 根据控制量与受控量电压或电流的不同，受控源有四种：根据控制量与受控量电压或电流的不同，受控源有四种：
电压控制电压源电压控制电压源(VCVS)(VCVS)(VCVS)；；
电压控制电流源电压控制电流源(VCCS)(VCCS)(VCCS)；；
电流控制电压源电流控制电压源(CCVS)(CCVS)(CCVS)；；
电流控制电流源电流控制电流源(CCCS)(CCCS)(CCCS)。。
其电路模型如图5-1所示。所示。
2、四种受控源的转移函数参量的定义如下：四种受控源的转移函数参量的定义如下：
(1) (1) 电压控制电压源（电压控制电压源（电压控制电压源（VCVSVCVSVCVS）），U
2=f(U
1),μ=U
2/U
1称为转移电压比（或电压增益）。
(2) (2) 电压控制电流源（电压控制电流源（电压控制电流源（VCCSVCCSVCCS）），I
2=f(U
1),g
m=I
2/U
1称为转移电导。称为转移电导。
(3) (3) 电流控制电压源（电流控制电压源（电流控制电压源（CCVSCCVSCCVS）），U2=f(I1),rm=U2/I1称为转移电阻。称为转移电阻。
(4) (4) 电流控制电流源（电流控制电流源（电流控制电流源（CCCSCCCSCCCS）），I
2=f(I
1),α=I
2/I
1称为转移电流比（或电流增益）。
三、实验设备
电工实验装置电工实验装置 ：DG011 DG011 、、DY04 DY04 、、DY031 DY031 、、DG053
５ 四、实验内容
将DG011试验箱和DY04电源板的±电源板的±12V12V偏置电压及地线接好。偏置电压及地线接好。
1、 受控源VCVS的转移特性U
2=f（U
1）及外特性U
2=f（I
L）
（1）按图5-2接线，接线，RR
L取2KΩ。
l 按表5-1调节稳压电源输出电压U
1，测量U
1及相应的U
2值，填入表5-1中。中。
l 绘制U2=f=f（（U1）曲线，并由其线性部分求出转移电压比μ。
VCVS 表5-1
U
1（V） 0 1 2 3 4 5
U
2 (V)
（2）保持U
1=2V=2V，按表，按表5-1调节R
L值，测量U
2及I
L值，填入表5-2中，并绘制U
2=f(I
L)
曲线。曲线。
VCVS 表5-2
R
L(KΩ) 0
短路短路 1 2 10 30 100 ∞开路
U
2(V)
I
L(mA)
2、受控源VCCS的转移特性IL=f（U1）及外特性IL=f（U2）
（1）按图5-3接线，接线，RR
L取2KΩ。
l 按表5-3调节稳压电源输出电压U
1，测量U
1及相应的I
L值，填入表5-3中。中。
６ l 绘制I
L = f= f（（U
1）曲线，由其线性部分求出转移电导g
m。
VCCS 表5-3
U
1( V ) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
I
L(mA)
（2）保持U
1=4V=4V，按表，按表5-4调节R
L值，测量I
L及U
2值，填入表5-4中，并绘制I
L=f(U
2)
曲线。曲线。
VCCS 表5-4
R
L(KΩ) 0 1 2 3 4 5
I
L (mA)
U
2( V )
3、CCVS的转移特性U
2=f(I
1)及外特性U
2=f(I
L)
（1）按图5-4接线，接线，II
S为可调恒流源。为可调恒流源。RR
L取2KΩ。
l 按表5-5调节恒流源输出电流IS，测量IS及相应的U2值，填入表5-5中。
l 绘制转移特性曲线U
2=f(I
S)，由线性部分求出转移电阻r
m。
CCVS 表5-5
I
S( mA ) 0 0.8 1.2 1.6 2.0
U
2 ( V )
(2) IS=1mA=1mA，按表，按表5-6调整RL，测量U2及IL值，填入表5-6中。并绘制负载特性曲
线U
2=f(I
L)。
CCVS CCVS 表表5-6
R
L(KΩ) 1 2 10 30 100 ∞
U
2 ( V )
IL (mA)
７
4、受控源CCCS的转移特性I
L=f（I
1）及外特性I
L=f(U
2)。
（1）按图5-5接线，接线，IIS为可调恒流源。为可调恒流源。RRL取2KΩ。
l 按表5-7调节恒流源的输出电流I
S，测量相应的I
L值，填入表5-7中。中。
l 绘制I
L=f=f（（I
S1）曲线，并由其线性部分求出转移电流比α。
CCCS 表5-7
I
S(mA) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
IL(mA)
(2) I
S=0.4mA=0.4mA，按表，按表5-8调整R
L，测量I
L及U
2值，填入表5-8中。并绘制负载特性
曲线I
L=f=f（（U
2）曲线。）曲线。
CCCS 表5-8
R
L( K ) 0 0.1 0.2 10 16 30
I
L (mA)
U
2( V )
六、实验报告
1、 根据实验数据，在方格纸上分别画出四种受控源的转移特性和负载特性曲线，
并求出相应的转移参量。并求出相应的转移参量。
2、 对实验结果作合理分析和结论，总结对四种受控源的认识和理解。对实验结果作合理分析和结论，总结对四种受控源的认识和理解。
