电源的等效变换实验报告数据

篇一：实验1电源外特性及等效变换实验1直流电路中的基本测量—电源外特性及等效变换1．学习正确使用常用的直流电表及直流稳压电源。

2．学习测定电压源和电流源的外特性。

3．掌握电压源和电流源等效变换的条件和方法。

4．学习通过实验来实现有源二端线性网络的等效变换。

二、实验原理1．直流电路中基本测量包括对直流电压、电流及电阻的测量。

直流电压和电流的测量，可用万用表的直流电压（DCV）及直流电流（DCmA）档；当要求较高的准确度时，应选用准确度等级为0.5～1.0 级的磁电式直流电压表和直流电流表（本实验采用此类仪表）。

电阻的测量可用伏安法、电桥法，一般情况下，常用万用表的电阻（?）档测量。

测量结果的准确度不仅与仪表的准确度等级有关，还与所选用的量程有关。

2．一个具有一定内阻的电源，可以用电压源模型来表示，也可以用电流源模型来表示。

直流稳压电源在额定电流的范围内，其输出电压不随负载电流改变，近似为恒定值，所以可视为一个恒压源（理想电压源）。

如果用一个模拟电源内阻的电阻与稳压电源串联，即构成一个具有内阻值的电压源。

构成恒流源（理想电流源）的电路有很多形式，本实验利用晶体管的恒流特性，构成一个近似于理想的电流源，其电路如图1.1 （a）所示。

将此恒流电源的（其电流中将a、b两端接R0），便构成了具有一定内阻R0的电流源，如图1.1（b）所示。

(出自:池锝范文网:电源等效变换实验报告)(a) 图1..1恒流源和电流源在保持外特性相同的条件下，电压源模型和电流源模型可以相互等效变换，但恒压源和恒流源不能等效互换。

3．一个有源二端线性网络可用一个恒压源和内阻串联的电路模型来等效。

等效电压源的端电压等于此有源二端网络的开路电压Uo，内阻R0 等于此有源二端网络中，除去独立电源后在其端口处的等效电阻。

这就是戴维宁定理，这个等效电路称为戴维宁等效电路。

本实验用电压源、电流源和电阻元件组成有源二端线性网络，如图2 中外点划线方框所示，用实验中测得的开路电压和短路电流ISC 可以计算有源二端网中R1,R2,R3,R6组成。

电流电压转换电源实验电流源电压源等效变换第1部分：实验4电压源与电流源之间的等效变换实验4电压源与电流源及其等效转换（1），当负载变化时，电压源的输出电压保持不变。

（2）将理想电流源连接到负载后，当负载电阻改变时，电流源提供的电流将保持不变。

其电路图符号及其特性如图4.5-1所示。

某些电源的外部特性非常接近理想电源，例如电子技术中常用的晶体管电流源和电压源。

因为借助电子设备，晶体管电压源的串联等效内部电阻可以最小化，通常为10Ω以下。

因此，大约可以将其视为理想的电源。

就其外部特性而言，实际的电源可以被视为电压源和电流源。

（1）实际电压源由理想电压源es和电阻R0的串联组合表示。

与电导G0并联。

4.5-3盒子内的零件是实际电压源和实际电流源。

它们向相同的负载提供相同的电流I，电源的端电压U也相等。

这样，电压源和电流源是等效的，也就是说，电压源及其等效电流源具有相同的外部特性。

当负载电阻在一定范围内变化时，电压源和电流源之间的等效转换条件为= ES / R0 G0 = 1 / R0 ES =为/ G0 R0 = 1 / G0（请注意，负载两端的电压电流源不得超过额定值），电流基本不变，因此可以视为理想电流源。

连接到电流稳定源的输出端，串联连接直流电流表，并并联连接直流电压表，即，连接到图4.5-4中的实验用电（2）。

首先，设置可变电阻R = 0，调整直流电流源使其输出电流I = 50mA，此时测量电流源的端电压并将其记录在表4.5-1中。

（3）通过记录表4.5-1中的数据可以获得理想电流源的外部特性。

当外部负载电阻在一定范围内变化时，电源的输出电压基本不变，可以认为是理想的电压源。

（1）按照图4.5-5进行连接，将DC电压源的输出调整为12V，并将可变电阻器连接到电压源的输出端子。

（2）改变电阻值R，测量u，并在表4.5-2中逐个记录数据，以获得理想电压源的外部特性（1）。

在实验1）中，理想电流源的测量电流为= 50mA。

一、实验目的1. 理解并掌握电压源与电流源等效交换的基本原理。

2. 通过实验验证电压源与电流源等效交换的条件。

3. 熟悉实验仪器的使用方法，包括直流稳压电源、电流表、电压表等。

4. 培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理在实际电路中，任何一个电源都可以等效为一个电压源与内阻串联，或者一个电流源与内阻并联。

这种等效变换可以简化电路分析，尤其是在电路设计阶段。

电压源与电流源等效变换的条件如下：- 电压源与电流源的内阻相等。

- 电压源与电流源向相同负载提供的电流相等。

- 电压源与电流源向相同负载提供的电压相等。

三、实验仪器1. 直流稳压电源：0-30V可调2. 直流电压表：0-200V3. 直流电流表：0-200mA4. 电阻箱：0-99999.9Ω5. 可调电阻：0-1KΩ6. 连接线若干四、实验步骤1. 搭建实验电路：- 按照图1搭建电路，其中U1为直流稳压电源，R1为电阻箱，R2为可调电阻。

- 确保所有连接正确无误。

2. 测量电压源外特性：- 将R2的阻值调至最大，记录此时电压表和电流表的读数。

- 逐渐减小R2的阻值，每隔一定步长记录电压表和电流表的读数。

- 将数据记录在表1中。

3. 测量电流源外特性：- 将U1替换为电流源，保持其他元件不变。

- 重复步骤2，记录电压表和电流表的读数。

- 将数据记录在表2中。

4. 分析数据：- 将表1和表2中的数据分别绘制成曲线，分析电压源和电流源的外特性。

- 比较电压源和电流源在相同负载条件下的输出电压和电流。

五、实验结果与分析1. 电压源外特性：- 通过实验，可以得到电压源的外特性曲线，可以看出电压源输出电压随负载电阻的变化关系。

- 当负载电阻较小时，输出电压较高；当负载电阻较大时，输出电压较低。

2. 电流源外特性：- 通过实验，可以得到电流源的外特性曲线，可以看出电流源输出电流随负载电阻的变化关系。

- 当负载电阻较小时，输出电流较高；当负载电阻较大时，输出电流较低。

1. 理解电源等效变换的基本原理和定义。

2. 掌握电压源与电流源之间的等效变换方法。

3. 通过实际操作，验证电源等效变换的正确性和实用性。

二、实验原理在电路分析中，电源的等效变换是指将电路中的电压源或电流源用一个等效的电源来代替，而不会改变电路的外部特性。

常见的电源等效变换包括：1. 电压源与内阻的等效电压源变换。

2. 电流源与内阻的等效电流源变换。

3. 电压源与电流源的等效变换。

根据基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律，可以推导出以下等效变换公式：1. 电压源与内阻的等效电压源变换：\( E = U + Ir \)，其中 \( E \) 为等效电压源的电动势，\( U \) 为实际电压源的电压，\( I \) 为电路中的电流，\( r \) 为电压源的内阻。

2. 电流源与内阻的等效电流源变换：\( I = \frac{U}{R} \)，其中 \( I \) 为等效电流源的电流，\( U \) 为电路中的电压，\( R \) 为电流源的内阻。

3. 电压源与电流源的等效变换：\( E = I \cdot r \)，其中 \( E \) 为等效电压源的电动势，\( I \) 为等效电流源的电流，\( r \) 为等效内阻。

三、实验器材1. 直流稳压电源2. 电压表3. 电流表4. 电阻5. 连接线6. 电路实验板1. 将电路连接好，接通电源。

2. 测量电路中的电压和电流值。

3. 根据测得的值，计算电路的等效电压源或等效电流源。

4. 将实际电源替换为等效电源，重新测量电路中的电压和电流值。

5. 比较实际电源和等效电源的电压和电流值，验证等效变换的正确性。

五、实验数据及分析实验1：电压源与内阻的等效电压源变换1. 实际电压源：电动势 \( E = 10V \)，内阻 \( r = 2\Omega \)。

2. 电路连接：将实际电压源与一个 \( 5\Omega \) 的电阻串联。

3. 测量数据：电压 \( U = 7.5V \)，电流 \( I = 1.5A \)。

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序号名称型号与规格数量备注1 可调直流稳压电源0～30V 1 DG042 可调直流恒流源0～500mA 1 DG043 直流数字电压表0～200V 1 D314 直流数字毫安表0～200mA 1 D315 万用表 1 自备6 电阻器120Ω,200Ω,510Ω,1KΩDG097 可调电阻箱0～99999.9Ω 1 DG098 实验线路DG05 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。

电源等效替代实验报告一、实验目的本实验通过电源等效替代的方法，研究电源的特性及其对电路的影响，了解电源的内部构造与工作原理。

二、实验器材1. 直流稳压电源2. 多用电表3. 变阻器4. 电容器5. 电阻器6. 二极管三、实验原理电源等效替代是一种电力系统分析方法，即将实际电源转换为一个理想电源与一定的内阻串联的等效电源。

通过等效电源的模型，可以更好地理解电源的工作原理，对电路的研究与设计提供指导。

四、实验步骤1. 将直流稳压电源接通，并将多用电表调至直流电压测量档位，连接到电源的正负极进行电压测量。

2. 分别将变阻器、电容器、电阻器和二极管连接到电源的正负极，观察电路中的电压变化，并记录。

3. 根据测量结果，建立电源的等效电路模型，并计算出电源的内阻。

五、实验结果与分析在实验过程中，我们分别将变阻器、电容器、电阻器和二极管连接到电源电路中，并记录了相应的电压测量结果。

组件电压(V)-变阻器 5.23电容器 4.98电阻器 3.87二极管 4.12根据实验结果，我们可以建立电源等效电路模型，假设电源内部有一个理想电源与一个内阻串联。

根据欧姆定律，内阻的计算公式为`R = ΔV / I`，其中ΔV为电压降，I为通过电路的电流。

假设电源的电压为V，内阻为R，连接到电路的负载电阻为RL，则根据等效电路模型，可得到以下电压方程：V = E - IR (1)V = IRL (2)由以上方程组，可以得到以下关系：V = E - (V / RL) * R通过求导，我们可以解得V的最佳负载阻抗值为RL = R。

综上所述，根据实验结果倒推出电源的内阻为R = 3.87欧姆。

六、结论与思考本实验通过电源等效替代的方法，研究了电源的特性及其对电路的影响。

通过测量不同的电路组件连接到电源电路中的电压，我们建立了电源的等效电路模型，推导出了电源的内阻的计算方法。

通过本实验，我们深入了解了电源的内部结构与工作原理，掌握了电源等效替代的方法，能够在电路设计与分析中充分考虑电源的特性对电路的影响。

1.1电路和电路模型1.1.1电路1.1.2电路模型1.2电流和电压的参考方向1.3功率和能量1.4电阻元件1.5电压源和电流源1.6控制电源1.7基尔霍夫定律1.8运算放大器第2.1章等效的简单转换电阻电路2.2电阻星形连接和三角形连接的等效变换2.3等效功率转换1.7基尔霍夫定律1.7.1知识前提1.7.2现有基尔霍夫定律（KCl）1.7.3基尔霍夫电压定律（KVL）1.8运算放大器2.1等效变换简单电阻电路1.1.1知识的组成部分不会彼此分支。

节点：连接三个或更多分支的点。

路径：两个节点之间的电路。

（包括主干道和支路）流通：封闭路径。

网格：（平面电路）不与其他分支相交的电路。

广义节点：这不是一个真正的问题。

电路的闭合表面可以视为节点。

1.7.2对于任何集总电路中任何节点或闭合表面的基尔霍夫电流定律（KCl），流入或流出节点所有分支的电流的代数总和必须始终为零。

KCl公式中的电流使用参考方向。

KCl的研究对象是给定节点（分析节点内部和外部的电流）1.7.3 Kirchhoff电压定律（KVL）。

对于任何集总电路中的任何环路，所有分支电压的代数总和在任何时候都必须为零。

KVL的研究对象是给定电路的1.8运放（分析电路上的电压）。

我不喜欢它，但是我经常使用它。

互联网上有一条懒鱼咸鱼。

我不能用言语表达我的笔记。

2.1简单电阻电路的等效变换对于具有复杂结构的电阻电路，等效变换方法可以简化原始电路并方便对电路进行分析和计算。

（在高中时，分析电路中经常使用电阻电路的等效变换）在将2.1.1电阻串联的所有电阻值叠加之后，串联电阻串联就可以等效于新电阻。

将所有并联的2.1.2电阻的电导值叠加后，并联电阻可以等于新电阻2.1.3，并且可以将电阻的串联方式从局部串联改为整体等效。

2.2等效电阻星形连接和三角形连接的转换2.3等效功率转换的独立电压源。

一、实训目的通过本次实训，使学生掌握电源等效代换的基本原理和方法，提高学生对电路分析的实际操作能力，加深对电路理论知识的理解。

二、实训内容1. 实训器材：直流稳压电源、电阻、电流表、电压表、电路板、导线等。

2. 实训步骤：（1）搭建电路：按照实训要求，搭建一个含有电阻的电路，并连接直流稳压电源。

（2）测量电压：使用电压表测量电源输出端的电压，记录数据。

（3）测量电流：使用电流表测量电路中的电流，记录数据。

（4）计算电源等效电压：根据实际电压源等效为实际电流源的方法，计算电源等效电压。

（5）计算等效电流源：根据实际电流源等效为实际电流源的方法，计算等效电流源。

（6）验证等效电路：将计算出的等效电压源或等效电流源代入原电路，观察电路中电流、电压的变化情况，验证等效电路的正确性。

三、实训原理1. 实际电压源等效为实际电流源：实际电压源等效为实际电流源时，电流方向和之前的一致，大小为之前电压除上在电源支路上的电阻。

2. 实际电流源等效为实际电流源：确定电流源的方向，知道这个的方向之后，根据电流从正级流向负级的原则，只要在等效的电压源支路上标好和之前的电路方向一致，则出来的这端就是正，另一边就是负。

四、实训结果与分析1. 搭建电路：按照实训要求，成功搭建了含有电阻的电路，并连接直流稳压电源。

2. 测量电压：电源输出端的电压为5V。

3. 测量电流：电路中的电流为0.5A。

4. 计算电源等效电压：根据实际电压源等效为实际电流源的方法，计算电源等效电压为5V/1Ω=5A。

5. 计算等效电流源：根据实际电流源等效为实际电流源的方法，确定电流源的方向，然后计算等效电流源为5A。

6. 验证等效电路：将计算出的等效电压源代入原电路，观察到电路中电流、电压的变化情况与原电路一致，验证等效电路的正确性。

五、实训总结1. 通过本次实训，掌握了电源等效代换的基本原理和方法，提高了电路分析的实际操作能力。

2. 在实训过程中，注意了电路搭建、测量数据、计算结果等细节，确保了实训的顺利进行。

一、实验目的1. 理解并掌握等效变换的基本概念和原理。

2. 通过实际操作，验证电压源与电流源等效变换的条件。

3. 学会使用实验仪器进行电源外特性的测试。

4. 增强对电路分析方法的理解和应用能力。

二、实验原理等效变换是指在电路分析中，将复杂的电路简化为等效的简单电路，使得简化后的电路与原电路在某些方面具有相同的电性能。

常见的等效变换包括电压源与内阻的等效电压源、电流源与内阻的等效电流源等。

电压源与电流源的等效变换条件如下：- 电压源（Us）与内阻（Rs）串联可以等效为一个电流源（Is）与内阻（Rs）并联。

- 电流源（Is）与内阻（Rs）并联可以等效为一个电压源（Us）与内阻（Rs）串联。

等效变换的公式为：- 对于电压源与内阻的等效变换：Is = Us / Rs- 对于电流源与内阻的等效变换：Us = Is Rs三、实验器材1. 直流稳压电源1台2. 直流恒流源1台3. 直流数字电压表1块4. 直流数字电流表1块5. 可调电阻箱1个6. 电阻器若干7. 电线若干四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，将直流稳压电源或直流恒流源作为电源接入电路。

2. 使用电压表和电流表测量电路中各个元件的电压和电流值。

3. 根据测得的电压和电流值，计算电路的等效电压源或等效电流源。

4. 将计算得到的等效电压源或等效电流源接入电路，再次测量电路中各个元件的电压和电流值。

5. 比较两次测量结果，验证等效变换的正确性。

五、实验数据及结果分析1. 实验一：电压源与内阻的等效变换- 实验电路：将直流稳压电源接入电路，测量电路中各个元件的电压和电流值。

- 等效变换：根据测得的电压和电流值，计算等效电流源。

- 实验结果：将计算得到的等效电流源接入电路，测量电路中各个元件的电压和电流值，与原电路结果基本一致。

2. 实验二：电流源与内阻的等效变换- 实验电路：将直流恒流源接入电路，测量电路中各个元件的电压和电流值。

- 等效变换：根据测得的电压和电流值，计算等效电压源。

电路等效变换的概念在电路理论中非常重要。

电路等效变换的方法是电路分析中经常使用的方法，运用等效变换可以将复杂的电路化简为单回路或双结点的电路，因此，深刻理解等效变换的概念和熟练运用等效变换的方法化简电路是重点。

其中正确认识等效变换的条件和等效变换的目的是难点。

电路等效变换的概念：
任何一个复杂的电路，向外引出两个端子，且从一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流，则称此电路为二端电路（或一端口电路）。

若二端电路仅有无源元件组成，则称无源二端电路。

若二端电路仅由电阻元件组成，则称纯电阻二端电路。

电路等效变换的目的是化简电路，方便计算。

进行等效变换时，注意电路等效变换的条件是两个电路对外具有相同的VCR，即“对外等效”的概念，也就是对外部特性等效，而两个电路的内部则是不同的。

任何一个实际电源都是有内阻的。

任何一个实际电源可以等效为一个电压源与这个内阻串联或一个电流源与这个内阻并联。

如果电源另接有负载电阻，又需要对外等效电流（压）源，可以与电源内阻串联后合并等效。