1电压源与电流源的等效变换
电压源与电流源的等效变换实验报告 -回复
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【电压源与电流源的等效变换实验报告】1. 实验目的本实验旨在通过实际操作，研究电压源和电流源之间的等效变换关系，并通过实验结果对等效电阻和等效电压进行检验。
通过对实验数据的分析，探讨电压源与电流源在电路中的应用和特性。
2. 实验原理电压源和电流源在电路中是两种常见的电源模型。
电压源的特点是其输出电压保持不变，而电流源的特点是其输出电流保持不变。
两者之间可以通过等效变换进行转换，即电压源可以转换为等效电流源，电流源也可以转换为等效电压源。
在研究电路特性和分析电路中的复杂问题时，对电压源与电流源的等效变换具有重要的意义。
3. 实验装置（1）直流稳压电源（2）电压表（3）电流表（4）可变电阻（5）导线等4. 实验步骤（1）连接电路，按照实验要求选取电压源和电流源的不同组合。
（2）通过改变电路中的可变电阻，测量不同电压和电流下的电路特性参数。
（3）记录实验数据，并进行分析处理。
（4）根据实验数据，进行等效变换计算。
（5）对实验结果进行总结和讨论。
5. 实验数据与结果分析通过实验测量和数据处理，得出了电压源和电流源的等效变换关系，并对等效电阻和等效电压进行了计算和验证。
通过对实验数据的分析，得出了电压源与电流源在电路中的应用特点和实际意义，从而更深入地理解了这一主题。
6. 个人观点和理解在本次实验中，我深刻地认识到了电压源与电流源之间的等效变换关系，并进一步理解了其在电路分析和应用中的重要性。
我认为，掌握电压源和电流源的等效变换关系，对于理解电路原理、解决电路问题具有重要的意义，对于提高电路分析和设计的能力也至关重要。
在本篇文章中，我以深入浅出的方式介绍了电压源与电流源的等效变换实验报告，从实验目的、原理、装置、步骤、实验数据与结果分析等方面进行了详细的论述。
通过这篇文章的阅读，希望您能对这一主题有更全面、深刻和灵活的理解。
电压源与电流源的等效变换原则汇总
– 电流源 0
E IS Ro I
E IS Ro I
对外电路来说, 电压源和电流源可以互相等效
I + E R0 电压源 由图a： U = E－ IR0 E = ISR0 等效变换条件:
I RL IS R0 U R0
–
+ U –
+
U – RL
电流源
由图b： U = ISR0 – IR0
E IS R0
电路基础
电压源与电流源的等效变换原则
电压源 I
+ E _ + U _
无内阻的电压源即是理想电压源 RL
输出电压恒定, 即U≡E 输出电流由外电路RL 而定
有内阻的电压源即是实际电压源 RL
u
UL
i
伏安特性
I + E + U
输出电压
U = E – I Ro
UL
u
R0
–
பைடு நூலகம்
不再恒定！ 伏安特性 若 R0<< RL ，U E ，可近似认为是理想电压源。
i
电流源
无内阻的电流源即理想电流源 输出电流恒定
输出电压由外电路RL决定
u
U L I s RL
UL
Is 伏安特性
UL
i
u
i
有内阻的电流源即实际电流源 输出电压和电流均 随RL而定
伏安特性
电压源与电流源的等效变换
实际电压源与实际电流源的端口处具有相同的伏安特性: I U + + Uo=E E RL U R0 – 0 电压源 I U Uo=E U + R0 U IS R0 RL
电压源和电流源的等效变换实验误差分析
电压源和电流源的等效变换实验误差分析
电压源和电流源在电路中起到的作用是不同的。
电压源提供电压,电流源提供电流。
然而,在某些情况下,需要将电压源转换为等效的电流源,或将电流源转换为等效的电压源。
这种等效变换的误差分析需要考虑以下因素：
1. 内阻的影响
电压源有一个内部电阻,电流源有一个内部电压。
在进行等效变换时,内阻会影响等效电流或等效电压的大小。
如果内阻很小,误差就会很小。
如果内阻很大,则误差就会很大。
2. 实际电源的精度
实际电源的精度也会影响等效变换的误差。
一般来说,电源的精度越高,误差越小。
但是,高精度的电源也比低精度的电源更昂贵。
3. 测量仪器的精度
在测量等效电流或等效电压时,使用的测量仪器的精度也会影响误差。
一般来说,精度更高的测量仪器会产生更小的误差。
4. 电路的负载
最后,电路的负载也会影响等效变换的误差。
如果负载变化很大,等效变换的误差也会很大。
因此,需要在变换之前确定负载的范围,以便确定误差的大小。
总的来说,电压源和电流源的等效变换会产生误差,这个误差大小会受到所使用的电源的精度和内部电阻,所使用的测量仪器精度和电路负载的影响。
为减小误差,需要在实验过程中尽可能精确地测量和计算。
第3讲 电压源、电流源及其等效变换
20 (5 2) 2
30
1.2.3 电压源及电流源的等效互换 举例：现有一理想电压源 U s 4V
一理想电流源 Is 8A 电阻 Rs 0.5
• 如用电压源串电阻带一负载
U Us Rs I 4 0.5I
即输出给负载的U与I关系为 • 如用电流源并电阻带同一负载
电流源
I
a
Uab R0
b
U S Is R0
• 注意
(1) “等效”是指“对外”等效（等效前后对外伏-安特性一致)
，
对内不等a效。 I
a
I
R0 +
Uab RL
Is
- US b
R0
Uab RL
b
例如：RL 时
对内不等效
R0中不消耗能量 R0'中则消耗能量
对外等效
U ab U S I 0
US
-
I
a
IS
Uab
b
b
IS
US R0
US 0
（不存在）
（4） 该等效变换可推广到含源支路。即恒压源串电阻和恒电流 源并电阻两者之间均可等效变换。Ro 不一定是电源内阻。
例. 已知：
2
求 ：i ? 解：
2
+
6V
－
6
2
2
i
7
2
32 6 2 2
i 7
+ +
2 4V i
则 U Rs I Rs Rs Is I
U Rs Is Rs I 4 0.5I
即输出给负载的 U与I关系为
I
+
Us
电压源电流源等效变换
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。
电压源和电流源的等效变换
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。
电路实验报告-电压源和电流源的等效变换-207022
《电路与模电》实验报告实验题目：电压源与电流源的等效变换姓名： 学号： 实验时间： 实验地点： 指导老师： 班级：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、实验原理1. 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(I)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。
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与稳压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R 0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 0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:图3－1 电压源与电流源的等效变换000001,,1,g R R I U R g R U I S S SS ====或IR LLI S =U S /R 0,g 0＝1/R 0U S =I S R 0,R 0＝1/g 0装订线三、实验内容1. 测定直流稳压电源与电压源的外特性(1) 按图3－2接线，U S 为＋6V 直流稳压电源，R 1=200Ω，R 2=470Ω。
调节R 2，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数于表3－1。
图3－2 直流稳压电源的外特性测量表3－1 直流稳压电源的外特性测量数据电流单位： 电压单位： 电阻单位：Ω(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原则.
–
电压源
I U+
0
U Uo=E
IS
R0
R0 U
RL
–
0
电流源
对外电路来说, 电压源和电流源可以互相等效
IS
E Ro
I
E IS Ro I
I
+
E
+
– R0
U
RL
–
I
U+
IS
R0
R0 U
RL
–
电压源
电流源
由图a： U = E－ IR0
等效变换条件:
E– IR0
电流源
无内阻的电流源即理想电流源
输出电流恒定
U L I s RL
输出电压由外电路RL决定
u
UL
Is i 伏安特性
有内阻的电流源即实际电流源 输出电压和电流均 随RL而定
u UL
伏安特性 i
电压源与电流源的等效变换
实际电压源与实际电流源I 的端口处具有相同的伏安特性:
+
U
E-
+
U
RL
Uo=E
R0
电路基础
电压源与电流源的等效变换原则
+ E_
+ ER0
电I 压源
+ U _
无内阻的电压源即是理想电压源
RL 输出电压恒定, 即U≡E 输出电流由外电路RL 而定
u UL
i
伏安特性
I + U –
有内阻的电压源即是实际电压源
输出电压
RL
U = E – IRo
不再恒定！
u UL
i
伏安特性
若 R0<< RL ，U E ，可近似认为是理想电压源。
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实验一 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
理想电压源，即输出电压不随负载电流而变，其外特性，即伏安特性)(i f u =是一条平行于i 轴的直线；同理，一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源。
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（或大阻值的电阻）与稳压源（或恒流源）相串联（或并联）来模拟一个实际的电压源（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，则可以用一个理想电压源S E 与一个电阻O R 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s I 与一个电阻O R 相并联的组合来表示。
若它们向同样大小的负载提供出同样大小的电流和端电压，则这两个电源针对外电路而言是等效的，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O S s R E I /=或O S S R I E =如图1-1所示：
图1-1 电压源与电流源的等效变换条件
三、实验设备
1． 电源：恒压源、恒流源
2． 负载：可调变阻器、定值电阻若干（EEL-23组件） 3． 测量仪表：直流电压表、直流毫安表
四、实验步骤
1． 测定理想电压源与实际电压源外特性 （1） 理想电压源（恒压源）（0-20V/0-200mA ）
按图1-2接线，S E 为＋6V 的恒压源，调节变阻器2R 令其阻值由大到小变化，记录电压表及电流表两表读数填入表1-1：
表1-1 理想电压源特性数据表格
U （V ） I （mA ）
图1-2 测定理想电压源的外特性 图1-3 测定实际电压源的外特性
（2） 实际电压源（恒压源串联一内阻）（0-20V/0-200mA ）
按图1-3接线，虚线框可模拟为一个实际电压源，调节变阻器2R ，令其阻值由大到小变化，读两表数据并填入表1-2：
表1-1 实际电压源特性数据表格
U （V ） I （mA ）
2．测定理想电流源与实际电流源外特性(0-20V/0-20mA) 理想电流源（恒流源）和实际电流源（恒流源并联一内阻）
按图1-4接线，s I 为直流恒流源，调节其输出为5mA ，令O R 阻值分别等于∞和Ωk 1，调节变阻器2R ，测出这两种情况下的电压表及电流表读数。
填入表1-3和1-4。
图1-4 测定电流源外特性
表1-3 理想电流源特性数据表格
U（V）
I（mA）
表1-4 实际电流源特性数据表格
U（V）
I（mA）
3．验证电压源与电流源等效变换的条件(0-20V/0-200mA)
按图1-5接线，首先读取（a）图线路两表读数，然后按（b）图接线，调节（b）图中恒流源
I值，验证等效变换条件的正确性。
输出的电流值，令两表读数与（a）图时的数值相等，记录
s
（a）测电压源外特性（b）测电流源外特性
图1-5 电源的等效变换
五、实验注意事项
1．按图接线时，应先接串联，再接并联线路；
2．通电前，应将滑线变阻器置于阻值最大处，电压源电流源输出调节旋钮应置于0位；3．针对每一个实验电路图，正确选择仪表量程档；
4．直流仪表的接入应注意极性；
5．恒压源输出端不允许短路；
6．换接线路时，必须关闭电源开关，严禁带电操作。
7．注意数据的正确采集方法。
六、实验报告
1．根据实验中测得的四个表格，分别绘出理想电压源、实际电压源、理想电流源、实际电流源的V-I特性图，并总结归纳特性。
2．为什么恒压源输出端不允许短路？
3．电压源与电流源外特性为什么呈下降变化趋势？恒压源与恒流源输出在任何负载下是否保持恒定值？
4．根据实验结果总结等效变换的条件。