电压源与电流源的等效互换

实验五 电压源与电流源的等效互换一、实验目的⒈ 通过实验加深对理想电流源和理想电压源的外特性的认识。

⒉ 掌握电流源和电压源进行等效互换的条件。

二、原理与说明⒈ 电压源恒压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变化而变化。

其外特性，即其伏安特性()U f t 是一条平行于I 轴的直线。

实际电压源的端电压是随负载的变化而变化，因它具有一定的内阻值。

故在实验中，用一个电阻与恒压源相串联来模拟一个电压源的情况。

⒉ 电流源电流源是除电压源以外的另一种形式的电源，它可以产生电流提供给外电路。

电流源可分为理想电流源和实际电流源（实际电流源通常简称电流源），理想电流源可以向外电路提供一个恒值电流，不论外电路电阻的大小如何。

理想电流源具有两个基本性质：第一，它的电流是恒定值，而与其端电压的大小无关；第二，理想电流源的端电压并不能由它本身决定，而是由与之相联接的外电路确定的，理想电流源的伏安特性曲线如图5-1所示。

实际电流源当其端电压增大时，通过外电路的电流并非是恒定值，而是要减小的。

端电压越高，电流下降得越多；反之，端电压越低通过外电路的电流越大，当端电压为零时，流过外电路的电流最大为s I 。

实际电流源可以用一个理想电流源s I 和一个内阻s R 相并联的电路模型表示。

实际电流源的电路模型及伏安特性如图5-2所示。

i图5-2uI 图 5-1uI (b)某些器件的伏安特性具有近似理想电流源的性质。

如硅光电池、晶体三极管输出特性等。

本实验中的电流源是用晶体管来实现的。

晶体三极管在共基极联接时，集电极电流c i 和集电极与发射极间的电压ce u 的关系如图5-3所示，由图可见()c ce i f u =关系曲线 的平坦部分具有恒流特性，当ce u 在一定范围变化时，集电极电流c I 近乎恒定值，可以 近似地将其视为理想电流源。

⒊ 电源的等效变换一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，也可以看成是一个电流源。

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R0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U S，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U S的参考方向。

注意： U S和E是不同性质的两个物理量，U S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R L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U S，所以，U S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I S，所以，I S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，R0越小，斜率越小，直线越平坦。

当R0=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U S，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R0去掉，剩下的电路就是恒压源电路的模型。

电压源电流源等效变换一、引言电压源和电流源是电路中常见的两种基本元件，它们在电路分析和设计中起着重要的作用。

在电路分析中，有时需要将电压源转化为电流源，或者将电流源转化为电压源，以便于更好地理解和分析电路的特性。

这种转化称为电压源电流源等效变换。

二、电压源电流源的基本概念2.1 电压源电压源是一个能够提供稳定电压输出的元件，它的输出电压保持不变，不受电路负载的影响。

电压源的符号为一个短杠和一个长杠，表示正极和负极。

2.2 电流源电流源是一个能够提供稳定电流输出的元件，它的输出电流保持不变，不受电路负载的影响。

电流源的符号为一个圆圈和一个箭头，表示电流的流向。

三、电压源电流源的等效变换3.1 电压源到电流源的转换将电压源转换为电流源的方法是将一个电阻与电压源串联，使得电阻的电流与电压源的电压成正比。

这样，可以通过改变电阻的阻值来改变电流源的输出电流。

3.2 电流源到电压源的转换将电流源转换为电压源的方法是将一个电阻与电流源并联，使得电阻两端的电压与电流源的电流成正比。

这样，可以通过改变电阻的阻值来改变电压源的输出电压。

四、电压源电流源等效变换的应用4.1 电路分析在电路分析中，有时需要将复杂的电路转化为简化的等效电路，以便于更好地理解和分析电路的特性。

电压源电流源等效变换提供了一种将电路中的电压源和电流源进行转化的方法，能够简化电路分析的过程。

4.2 电路设计在电路设计中，有时需要根据特定的要求选择合适的电压源或电流源。

电压源电流源等效变换可以帮助设计师将电路中的电压源和电流源进行转化，从而满足设计要求。

五、总结电压源电流源等效变换是电路分析和设计中常用的方法之一，它可以将电路中的电压源和电流源进行转化，以便于更好地理解和分析电路的特性。

通过电压源电流源等效变换，可以简化电路分析的过程，满足电路设计的要求。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的等效变换方法，并注意电路参数的变化。

实际电流源和实际电压源的等效变换条件一、引言在电路中，实际电流源和实际电压源是两个常见的电源类型，它们在电路设计和分析中起着重要的作用。

实际电流源是指能够输出稳定电流的电源，而实际电压源则是能够输出稳定电压的电源。

在一些情况下，我们需要将一个实际电流源转化为一个等效的电压源，或者将一个实际电压源转化为一个等效的电流源。

本文将探讨实际电流源和实际电压源之间的等效变换条件。

二、实际电流源和实际电压源的定义2.1 实际电流源实际电流源是一种能够提供稳定电流的电源，它的输出电流不受外部负载的影响。

实际电流源的符号为I，单位为安培（A）。

实际电流源可以被表示为一个理想电流源和一个内部电阻的串联组合。

2.2 实际电压源实际电压源是一种能够提供稳定电压的电源，它的输出电压不受外部负载的影响。

实际电压源的符号为V，单位为伏特（V）。

实际电压源可以被表示为一个理想电压源和一个内部电阻的并联组合。

三、实际电流源和实际电压源的等效变换3.1 将实际电流源转化为实际电压源的条件将一个实际电流源转化为一个等效的电压源需要满足以下条件：1.内部电阻为零：需要假设实际电流源的内部电阻为零，这样才能保证等效电压源的输出电压与实际电流源的输出电压一致。

2.稳定电流输出：需要保证等效电压源的输出电流稳定，不受外部负载的影响。

3.输出电压与负载之间的关系：需要建立实际电流源输出电流和等效电压源输出电压之间的关系，一般通过Ohm’s Law来描述。

3.2 将实际电压源转化为实际电流源的条件将一个实际电压源转化为一个等效的电流源需要满足以下条件：1.内部电阻趋于无穷大：需要假设实际电压源的内部电阻趋于无穷大，这样才能保证等效电流源的输出电流与实际电压源的输出电流一致。

2.稳定电压输出：需要保证等效电流源的输出电压稳定，不受外部负载的影响。

3.输出电流与负载之间的关系：需要建立实际电压源输出电压和等效电流源输出电流之间的关系，一般通过Ohm’s Law来描述。

电压源与电流源的等效变换实验报告总结电压源与电流源的等效变换实验报告总结电压源与电流源的等效变换实验报告总结篇一:实验一电压源与电流源的等效变换实验一电压源与电流源的等效变换学号: 132021520 姓名:XXX 班级:13通信X班指导老师:X老师实验组号:5 实验地点:1实203 实验日期:201X年5月18日一、实验目的和要求: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、实验仪器:一、可调直流稳压电源 1台二、直流恒流源 1台三、直流数字电压表 1只四、直流数字毫安表 1只五、电阻器 1个三、实验原理: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，即其伏安特性U=f(I)是一条平行于I轴的直线。

一个恒流源在使用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源，即其输出电流不随负载的改变而改变。

2(一个实际的电压源(或电流源)，其端电压(或输出电压)不可能不随负载而变，因它具有一定的内组值。

故在实验中，用一个小阻值的电阻(或大电阻)与稳压源(或恒流源)相串联(或并联)来模拟一个电压源(或电流源)的情况。

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ES与一个电导g相并联的组合来表示，若它们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条件为第 1 页共 4 页Is? 或 Es1 g= RR Es? 如下图6-1所示:Is1 R= g0g0四、实验内容:1(测定电压源的外特性(1)按图6-2(a)接线，ES为+6V直流稳压电源，调节R，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数图6-2(a) 图6-2(b)(2)按图6-2(b)接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节R阻值，记录两表读数。

电压源电流源等效变换
内容:
电压源和电流源是两种基本的电源形式。

在电路分析中,有时需要将一种电源形式变换为另一种形式,这称为电压源电流源的等效变换。

电压源到电流源的等效变换方法是:
1. 确定电压源的电压U和内阻R
2. 用电流源替代电压源,电流源电流值为I=U/R
3. 并联一个与原电压源内阻R相同的电阻
电流源到电压源的等效变换方法是:
1. 确定电流源的电流I
2. 用电压源替代电流源,电压源电压值为U=I*R
3. 串联一个电阻R
通过电压源电流源的等效变换,可以将含有电压源的电路变换为仅含电流源的电路,或者将含有电流源的电路变换为仅含电压源的电路,从而简化电路分析。

掌握电压源电流源等效变换的方法,是进行电路分析的重要工具。