电路实验：实验三电源的等效变换

实验一 基尔霍夫定律的验证

一．实验目的

1．验证基尔霍夫定律，加深对基尔霍夫定律的理解。

2．掌握直流电流表的使用以及学会用电流插头、插座测量各支路电流的方法。

3．学习检查、分析电路简单故障的能力。

二．原理说明

基尔霍夫定律：

基尔霍夫电流定律和电压定律是电路的基本定律，它们分别描述结点电流和回路电压，即对电路中的任一结点而言，在设定电流的参考方向下，应有ΣI ＝0。一般流出结点的电流取负号，流入结点的电流取正号；对任何一个闭合回路而言，在设定电压的参考方向下，绕行一周，应有ΣU ＝0，一般电压方向与绕行方向一致的电压取正号，电压方向与绕行方向相反的电压取负号。

在实验前，必须设定电路中所有电流、电压的参考方向，其中电阻上的电压方向应与电流方向一致，见图1-1所示。

图1-1

三．实验设备

1．直流数字电压表、直流数字电流表；

2．恒压源（双路0～30V可调）；

3．NEEL－003A组件。

四．实验内容

实验电路如图1-1所示，图中的电源US1用恒压源I路0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到＋6V，US2用恒压源II路0～＋30V可调电压输出端，并将输出电压调到＋12V（以直流数字电压表读数为准）。开关S1 投向US1 侧，开关S2 投向US2 侧，开关S3

投向R3侧。

实验前先设定三条支路的电流参考方向，如图中的I1、I2、I3所示，并熟悉线路结构，掌握各开关的操作使用方法。

1．熟悉电流插头的结构，将电流插头的红接线端插入数字电流表的红（正）接线端，电流插头的黑接线端插入数字电流表的黑（负）接线端。

2．测量支路电流

将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出各个电流值。按规定：在结点A，电流表读数为„＋‟，表示电流流入结点，读数为„－‟，表示电流流出结点，然后根据图1-1中的电流参考方向，确定各支路电流的正、负号，并记入表1-1中。

. @: 电压源与电流源的等效变换

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（或大电阻）与稳压源（或恒流源）相串联（或并联）来摸拟一个实际的电压源（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7-1所示。

＋－UsR0URLIs=US/R0g0=1/R0g0=1/R0IsUSR0.=＋－g0IRLU＋＋－II

S. @:

图 7-1

三、实验设备

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

2 可调直流恒流源 0~200mA 1

3 直流数字电压表 0~200V 1

4 直流数字毫安表 0~500mA

1

5 万用表 1 自备

6 电阻器

51Ω，200Ω，

1KΩ DGJ-05

7 可调电阻箱 0~99999.9Ω 1 DGJ-05

四、实验内容

1. 测定直流稳压电源与实际电压源的外特性

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！

1 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()Uft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sI。实际电流源可以用一个理想电流源sI和一个内阻sR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。

iu图5-2 0uiISRRSiu图 5-1 0uiRISSiSi(a)(b)(b)(a)

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 2 流ci和集电极与发射极间的电压ceu的关系如图5-3所示，由图可见()cceifu关系曲线

的平坦部分具有恒流特性，当ceu在一定范围变化时，集电极电流cI近乎恒定值，可以