电压源与电流源的等效变换 教案 20

《电路与模电》实验报告、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、实验原理i1. 一个直流稳压电源在一定的电流范围内，其内阻很小。

故在实用中，常；将它视为一个理想的电压源，即认为输出电压不随负载电流而变，其伏安特性:V =f （l ）是一条平行于I 轴的直线。

!同样，一个实际的恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理: 想的电流源。

i 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I 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与稳压 i 源相串联来摸拟一个实际的电压源，用一个大电阻与恒流源并联来模拟实际的 ［电流源。

!3. 一个实际的电源，就其外部特性而言，即可以看成是一个电压源，又可1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E S 与一个电阻 I'R0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I S 与一电导g o；相并联的组合来表示。

若它们能向同样的负载提供出同样大小的电流和端电压， :则称这两个电源是等效的，它们具有相同的外特性。

一个电压源与一个电流源等效变换的条件为：I S U S R, g o1R ,或 U S I s R o ，R o1g °图3- 1电压源与电流源的等效变换; 实验题目：电压源与电流源的等效变换 I姓名： : 实验时间： i 指导老师：学号: 实验地点: 班级:R L4, 三、实验内容- 1.测定直流稳压电源与电压源的外特性!⑴ 按图3- 2接线，U s 为+6V 直流稳压电源，R i =200Q, R 2=470Q 。

调1节R 2,令其阻值由大至小变化，记录两表的读数于表3- 1。

IR 2OO500400300200100UI电流单位： 电压单位： 电阻单位：Q(2)按图3- 3接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节电位器R 2, 令其阻值由大至小变化，记录两表的数据于3-2。

电压源与电流源的等效变换实验报告示例文章篇一：《电压源与电流源的等效变换实验报告》嘿！同学们，今天我要跟你们讲讲我做的那个超级有趣又有点难搞的电压源与电流源的等效变换实验！实验开始前，老师把我们分成了小组，我和我的好朋友小明、小红一组。

我们一到实验室，就看到桌子上摆满了各种各样的仪器，有电源、电阻、电流表、电压表，就像一个神秘的宝库等着我们去探索。

我们先按照老师的指导连接电路。

这可不像搭积木那么简单！我们小心翼翼地摆弄着电线，生怕接错了。

我一边弄一边嘟囔：“这电线怎么这么不听话，老跟我作对！”小明在旁边笑着说：“别着急，咱们慢慢来，肯定能成功！”好不容易把电路接好了，接下来就是测量数据啦。

当我打开电源开关的那一刻，心里紧张得要命，就像揣了一只小兔子，砰砰直跳。

我眼睛紧紧盯着电流表和电压表，生怕错过了任何一个数字。

可是，第一次测量的数据好像不太对劲。

“哎呀，这是怎么回事？”我忍不住叫了起来。

小红安慰我说：“别慌，咱们再检查检查电路是不是哪里出问题了。

”于是，我们又仔仔细细地检查了一遍电路，发现原来是有一个电阻接错了位置。

重新调整好之后，再次测量，这次的数据终于正常啦！我们高兴得差点跳起来。

在实验过程中，我们发现电压源和电流源就像两个性格不同的小伙伴。

电压源就像一个大力士，总是能提供稳定的力量（电压）；而电流源呢，则像一个短跑健将，能迅速地输出强大的电流。

我们不断地改变电阻的大小，观察着电流和电压的变化，就好像在指挥一场精彩的表演。

有时候电流会突然增大，就像火箭一样飙升；有时候电压又会突然下降，就像泄了气的皮球。

这感觉太神奇啦！经过多次测量和计算，我们终于得出了结论：在一定条件下，电压源和电流源是可以等效变换的。

这就好比一个人可以换不同的衣服，但本质还是那个人。

这次实验让我深刻地理解了电压源和电流源的概念，也让我明白了做实验要有耐心，要细心，更要有团队合作精神。

不然，一个人可搞不定这么复杂的实验！同学们，你们说，科学实验是不是特别有趣，特别能让人长知识？我觉得呀，只要我们勇于探索，就能在科学的海洋里发现更多的宝藏！示例文章篇二：哎呀呀！今天我要跟你们讲讲我们做的那个超级有趣的电压源与电流源的等效变换实验！一进实验室，我就看到桌子上摆满了各种各样的仪器，我的心都激动得怦怦直跳啦！老师在前面给我们讲解实验步骤的时候，我眼睛都不敢眨一下，生怕错过了什么重要的信息。

第周第课时月日课题电压源与电流源及其等效变换知识目标理解电压源与电流源的概念能力目标掌握电压源与电流源等效变换的条件教学内容及组织教法[课题引入]1、提问相关知识2、引入本节课题[新课内容]（以讲解为主）一、电压源实际电源可以用恒定电动势E和内阻r串联起来表示，它以输出电压的形式向负载供电，输出电压(端电压)的大小为如果电源的内阻r越大，则在输出相同电流的条件下，端电压越小。

若电源内阻，r=0，则端电压U=E与输出电流的大小无关。

这种内阻r=0，输出恒定电压U=E的电源叫做理想电压源或恒压源，其符号如图2—34所示。

如果电源的内阻极小，可近似看成理想电压源，如稳压电源。

一般电源内部的电阻不可忽略，可用一个理想电压源E和内阻r串联起来表示，叫做实际电源的电压源模型，简称电压源。

二、电流源电流源的路端电压U=E-rI，电路中的电流(参考方向如图2—36所示)为式中 I s——电源的短路电流，I0——内阻上的电流， I——电源的输出电流。

I0＝U/r电源以输出电流的形式对负载供电，恒定电流I s在内阻上的分流为I0，在负载R上的分流为I。

电源的输出电流I总是小于电源的短路电流I s，当电源的内阻r远大于负载电阻R时，内阻上的电流I0减小，输出电流加大，接近I s值。

如果内阻r=∞时，则不管负载电阻如何变化，电源输出的电流I=I s恒定不变。

把内阻r=∞的电流源叫做理想电流源。

实际的电流源可用一个理想电流源与内阻r并联表示，叫做实际电源的电流源模型，简称电流源。

三、电压源与电流源的等效变换电压源以输出电压的形式向负载供电，电流源以输出电流的形式向负载供电。

电压源和电流源可以等效变换。

等效变换指对外电路等效，即把它们与相同的负载连接，负载两端的电压，负载中的电流，负载消耗的功率都相同，如图2—38所示。

两种电源等效变换关系由下式决定应用上式可将电压源等效变换成电流源，内阻r阻值不变，要注意将其改为并联；应用下式可将电流源等效变换成电压源，内阻r阻值不变，将其改为串联。

课题课时上课时间课型任课教师电压源与电流源的等效变换39---40新课王老师教课目的专业能力掌握电压源与电流源的等效变换有关条件社会能力培育学生理论指导实践的能力，加强同学间的团结协作的意识协作能力、组织能力方法能力研究式学习，发挥学生学习的主动性，理实联合要点电压源与电流源的等效变换条件难点电压源与电流源的等效变换注意事项解决联合电路解说方法加强记忆课前训时间分课堂设计教课假想配复习电流源、电流源向外电路输出电流计算公式、理想电流源导语我们已经学习了电压源和电流源的有关知识，本节课我们在学习他们交换的条件新课一、电压源与电流源的等效变换条件内容1、同一个电源即可用电压源来取代也能够用电流源来取代，电压源与内阻串连，电流源与内阻并联。

2、关于同一个负载来说，电压源和电流源是等效的。

3、电压源的输出I E - U电流源的输出 I I S U4、等效变换条件： I E r0 r0r0 r0r0r0二、注意事项1、电压源与电流源的等效变换不过对外电路而言，两种电源的内部不等效。

当发生短路时，电压源内部没有电流，电流源内部有电流。

2、因为理想电压源的内阻定义为零，理想电流源的奶子定义为无量大，所以二者之间不可以等效变换3、电源的等效方法能够推行，假如理想电压源与外接电阻串连，能够把外接电阻看做是电源的内阻，等效交换为电流源的形式，理想电流源与外接电阻并联，能够把外接电阻看做是电源的内阻，等效交换为电压源的形式4、电压源的电动势 E 和电流源的恒定电流 Is 在电路中保持方向一致，即，Is 的方向从 E 的“ - ”端指向“ +”端三、例题1、电动势为12V、内阻为3Ω的电压源等效变换为电流源解： Is=E/r0=4A内阻为3Ω2、如下图电路，恒定电流为2A，内阻为1Ω，等效变换为电压源解： E=Is r o=2V r o=1Ω小结作业回首板书，重申知识点注意事项电压源与电流源的等效变换条件、注意事项、整理例题教课过程：学生阅读教材组内同学合作初步整理知识点板师生共同整理、解说知识点书要求：设各小组长要组织好本小组的学习情计况，踊跃主动学习本节课的知识学习方式：学生自主学习组内议论学习组间沟通学习教学生预习状况学学生参加状况反思达成任务状况。

1．5电压源和电流源的等效变换实际使用的电源，按其外特性，可分为电压源和电流源。

当一个电压源和一个电流源能够为同一个负载提供相同的电压、电流和功率时，这两个电源对该负载来说是等效的，可以互相置换，这种置换称为等效变换。

下面来讨论电压源和电流源的等效变换。

1．5．1 电压源在电路分析课程中，将能够向外电路提供电压的器件称为电压源。

如，电池，发电机等均是电压源。

在物理学中，电池表示成电动势E和内阻R相串联的电路模型，电池是一个典型的电压源，所以，电压源也可表示成电动势和内阻相串联的电路模型。

为了利用KVL的方便，对电压源特性进行标定时，通常不使用电动势E，而改用电压源所能输出的恒压值US，如图1-30（a）所示虚线框内部的电路。

图中电压源旁的箭头为US的参考方向。

注意： US 和E是不同性质的两个物理量，US是描述电压源所能输出的恒值电压，该值的大小与E相等，设定的参考方向与E相反。

当电压源与负载电阻RL相连时，根据KVL可得描述电压源外特性的函数式。

描述理想化电压源外特性的函数式是（1-57）由式1-57可见，理想化电压源的外特性曲线是直线，如图1-30（b）所示，图1-30（b）又称为电压源伏（U）-安（A）特性曲线。

图1-30（b）纵轴上的点，为电压源输出电流等于0的情况，相当于电压源处在开路的状态下。

当电压源开路时，电压源的输出电压U就等于US ，所以，US的值等于电压源的开路电压。

图1=30（b）横轴上的点，为电压源输出电压等于0的情况，相当于电压源处在短路的状态下（实际上这是不允许的），电压源输出电流为IS ，所以，IS称为短路电流。

计算短路电流的表达式为（1-58）U=f（I）曲线的斜率为R0，R越小，斜率越小，直线越平坦。

当R=0时，电源外特性曲线是一条平行与I轴的直线。

具有这种外特性曲线的电压源输出电压保持恒定值US，这种电压源称为理想电压源，简称恒压源。

将图1-30（a）虚线框内部电路的电阻R去掉，剩下的电路就是恒压源电路的模型。

电源等效代换课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电源等效代换的概念，掌握电路中电源的等效变换方法。

2. 学生能运用等效电源理论，对给定电路进行分析，求解电路参数。

3. 学生了解电源等效代换在实际电路中的应用，如变压器、电源适配器等。

技能目标：1. 学生能够独立完成简单电路的电源等效代换，提高电路分析能力。

2. 学生通过实际操作，学会使用仪器进行电源等效变换实验，培养动手能力。

3. 学生能够运用所学知识解决实际电路问题，提高问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对电子技术的兴趣，激发探索精神。

2. 学生通过小组合作完成实验，培养团队协作能力和沟通能力。

3. 学生了解电源等效代换在节能、环保等方面的意义，增强社会责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 课程性质：本课程属于电子技术基础课程，以理论教学和实验操作相结合的方式进行。

2. 学生特点：学生为高中生，具备一定的物理基础和电路知识，对电子技术有一定兴趣。

3. 教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生动手能力和问题解决能力的培养。

二、教学内容1. 理论部分：- 电源等效代换的概念与原理- 电源等效代换的分类及适用条件- 等效电源变换方法：串联、并联、串并联混合变换- 电路参数的求解方法：欧姆定律、基尔霍夫定律- 电源等效代换在实际电路中的应用案例分析2. 实践部分：- 实验一：简单电路的电源等效代换操作- 实验二：使用仪器进行电源等效变换实验- 实验三：实际电路问题解决与分析3. 教学大纲安排与进度：- 第一章：电源等效代换概念与原理（2课时）- 第二章：电源等效代换分类及变换方法（2课时）- 第三章：电路参数求解方法（2课时）- 第四章：电源等效代换应用案例分析（2课时）- 实践部分：共6课时，每项实验2课时4. 教材章节与内容关联：- 教材第XX章：电源等效代换基本概念与原理- 教材第XX章：电路分析方法及电源等效变换- 教材第XX章：实际电路中的应用案例分析教学内容注重科学性和系统性，结合理论与实践，使学生掌握电源等效代换的基本知识和技能。

电流源和电压源的等效变换教案【教学目的】：1．培养学生透过实验现象归纳事物本质、将感性认识提升为理论知识的能力；2．理解电流源，电压源等的基本概念；3．理解等效变换的内容和方法；【教学重点】：电流源和电压源的等效变换；【教学难点】：1．电流源和电压源的理解；2．等效变换的理解和应用；3．电流参考方向的理解及电阻电压、电源电动势正负的确定【教学方法】：任务驱动法【学法指导】：引导学生做好实验，培养学生敏锐的观察力；分析归纳实验结论，使学生加深对所学知识的记忆与理解【导入新课】略【新课讲解】一．电压源通常所说的电压源一般是指理想电压源，其基本特性是其电动势 (或两端电压)保持固定不变E或是一定的时间函数e(t)，但电压源输出的电流却与外电路有关。

实际电压源是含有一定内阻r0的电压源。

图3-18电压源模型二．电流源通常所说的电流源一般是指理想电流源，其基本特性是所发出的电流固定不变(I s)或是一定的时间函数i s(t)，但电流源的两端电压却与外电路有关。

实际电流源是含有一定内阻r S的电流源。

图3-19电流源模型三、两种实际电源模型之间的等效变换实际电源可用一个理想电压源E 和一个电阻r 0串联的电路模型表示，其输出电压U 与输出电流I 之间关系为U = E - r 0I实际电源也可用一个理想电流源I S 和一个电阻r S 并联的电路模型表示，其输出电压U 与输出电流I 之间关系为U = r S I S - r S I对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的，等效变换条件是r 0 = r S ， E = r S I S 或 I S = E/r 0例：如图3-18所示的电路，已知电源电动势E = 6 V ，内阻r 0 = 0.2 Ω，当接上R = 5.8 Ω负载时，分别用电压源模型和电流源模型计算负载消耗的功率和内阻消耗的功率。

图3-18 例题3-6解：(1) 用电压源模型计算：A 10=+=Rr E I ，负载消耗的功率P L = I 2R = 5.8 W ，内阻的功率P r = I 2r 0 = 0.2 W (2) 用电流源模型计算：电流源的电流I S = E /r 0 = 30 A ，内阻r S = r 0 = 0.2 Ω 负载中的电流 A 1S S S =+=I Rr r I ，负载消耗的功率 P L = I 2R = 5.8 W ， 内阻中的电流 A 29S S =+=I Rr R I r ，内阻的功率 P r = I r 2r 0 = 168.2 W 两种计算方法对负载是等效的，对电源内部是不等效的。