实训任务1.3电源外特性的测试与分析
实训三 直流电源和电阻元件伏安特性的测定
实训三直流电源和电阻元件伏安特性的测定一、实训目的1、测定线性电阻元件、非线性电阻元件及直流电压源、直流电流源的伏安特性，并绘制其特性曲线。
2、掌握万用表和电流表、电路分析实验箱的使用方法。
3、理解理想电压源、电流源的伏安特性。
二、预习要求1、熟悉理想电压源与实际电压源、理想电流源与实际电流源的伏安特性。
2、熟悉电流、电压的测量方法。
3、在原始数据记录纸上画好测试数据的表格。
4、整理出简要的实训步骤。
三、实训器材1、电流表（T51型） 1只2、滑动变阻器（200Ω 1A） 1只3、电阻箱（0—9999Ω） 1只4、万用表（MF47型） 1只5、电路分析实验箱（SG6940A型） 1台四、实训原理及说明1、电阻元件电阻元件的阻值不随其电压或电流改变的，称为线性电阻元件，它遵循欧姆定律。
如果电阻元件的阻值随着其电压或电流而改变，称为非线性电阻元件，它不遵循欧姆不定律。
若把电阻元件上的电压取为纵（或横）坐标，电流取为横（或纵）坐标，画出电压和电流的关系曲线，称为该电阻元件的伏安特性曲线。
线性电阻元件的伏安特性是通过坐标原点的一条直线，如图4-1所示。
非线性电阻元件，因为它不遵循欧姆定律，电压与电流不成正比，其伏安特性是一条曲线，如图4-2所示。
图4-1 线性电阻的伏安特性曲线图4-2 非线性电阻的伏安特性曲线2．直流电压源理想的直流电压源（简称直流电压源），其端电压是一恒定值，与通过它的电流无关，即不会因为它所接外电路不同而改变，而通过它的电流却取决于它所连接的外电路。
直流电压源的伏安特性如图4-3所示（直线a ）。
实际的直流电压源都具有一定的内阻R i ，它可以用恒定的电压U S 和电阻R i 相串联的模型来模拟。
其端电压U=U S -IR i式中I 为流过实际电压源的直流，实际直流电压源的伏安特性曲线如图4-3所示（直线b ）。
3．直流电流源理想的直流电流源（简称直流电流源）其输出电流是一恒定值，与它的端电压无关，即不会因为它所接外电路不同而改变，而它的端电压却取决于外电路。
任务1.5电功率的测试和分析
3、电路中遵循能量守恒定律： ∑P消耗= ∑P发出
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4、电阻元件 在关联参考方向下，电阻的功率为
直流电路中
p ui i2R u2 0 R
P I2R U2 0 R
在非关联参考方向下，电阻的功率为
p ui （ iR）i i2R u2 0 R
因此，电阻元件的功率与通过该元件的电流的来测量电功的装置。只 要用电器工作，电度表就会转动并且显示电 场力作功的多少。电功的大小不仅与电压、 电流的大小有关，还取决于用电时间的长短 。
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单相电度表
三相电度表
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2.电功率
电功率就是单位时间内电场力所做的功
表达式： p dw ui dt
方或电压的平方成正比，且恒大于零。说明电阻元件是 一个只消耗电能的元件，又称为耗能元件。
注意：电源元件在电路中，却不一定都是供能元件，有可能是耗能元件。
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例：求下图元件的功率，并说明该元件实际上是吸收还是 发出功率，该元件是耗能元件还是供能元件。
解：（a）电压和电流为关联参考方向，元件计算功率为 P = UI = 5×2= 10（W）> 0
P4 U4I1 320W P5 U5I2 180W
元件1、2是供能元件 元件3、4、5是耗能元件
功率平衡 :发出功率= −1100W，消耗功率=1100W
SI单位:焦耳（J） 工程上也常用千瓦时（ kW·h）,千瓦时俗称“度” 1kW·h=3600000J。
电功的正负与u、i的方向有关。 假设u和i为关联参考方向，若dw为正，说明u和i同时为 正或同时为负，即电压与电流的实际方向总是相同，电场 力做正功，二端元件吸收电能；若dw为负，说明u和i的实 际方向相反，电场力做负功，二端元件输出电能。
电源外特性的测定
实验一电源外特性的测定一、实验目的：1、熟练掌握万用表的使用方法，并能够熟练使用直流电流表和直流电压表2、理解短路和短路两种状态的特点。
3、理解电路的路端电压是什么？电路的路端电压随外电路电阻变化的规律是什么4、利用全电路欧姆定律验证电源外特性，并加深对电源外特性的理解。
二、实验器材1、万用表一个、直流稳压电源一个、导线、开关等若干。
2、直流电压表和直流电流表（实验台自带），电流表选择量程0—25mA—50mA为宜。
三、实验原理图（实验电路图如图1所示）图1. 电源外特性的测定实验电路图四、实验原理1、根据全电路欧姆定律I=E/（R+r）可知，当电源的电动势E和内阻r保持不变时，改变外电路电阻R的值，电路中的电流I，内电阻Ur、路端电压U随之改变。
2、若增大时，总电流I减小，则内电阻上的电压上的电压Ur=Ir随之减小，因而路端电压U=E-Ur增大，当R增大到近似无穷大即短路时，I=0，U=E，即短路时的路端电压U 等于电源的电动势E，此时测出的路端电压U就是电源的电动势E。
3、若R减小时，总电流I增大，则内电阻上的电压Ur=Ir随之增大，因而路端电压U=E-Ur 减小，当R减小到为零即短路时，I=E/r, Ur=E，U=0，由于电源的内电阻比较小，所以短路时的电流比较大，极易烧毁电源和其他元件，注意避免。
五、实验步骤1、按电路图连接好实验电路。
2、短开外电路，用直流电压表测出此时的路端电压即电源的电动势E。
3、连接好外电路，调节滑动电位器，使阻值R逐渐变小，观察电压表的读数的变化情况，并将数据填入表中。
4、用示波器测量出电源外特性曲线，并画出来。
六、实验数据记录。
实验1_弧焊电源外特性实验
实验一弧焊电源外特性实验一、实验目的1.理解弧焊电源外特性的含义。
2.掌握弧焊电源外特性的测试方法。
3.测定ZX7-400电焊机的外特性。
二、实验设备ZX7-400电焊机、PTE-750E智能电源测试台、感应调压器三、实验内容在电源参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值U y与输出的电流稳定值I y之间的关系U y=f(I y),称为电源的外特性。
对于直流电源，U y和I y为平均值，对于交流电源则为有效值。
外特性可用曲线来表示，这种曲线叫外特性曲线。
外特性曲线与纵坐标的交点即为弧焊电源的空载电压，外特性曲线与横坐标的交点即为弧焊电源的短路电流。
不同的焊接方法对电源外特性有不同的要求。
根据外特性曲线的形状，焊接电源的外特性可分为平特性和下降特性两大类。
1、平特性特点是输出电压基本上不随输出电流的变化而变化(略有变化)，又称恒压特性，适用于作为熔化极气体保护焊和电渣焊的电源。
2、下降特性特点是输出电压随输出电流而下降。
根据输出电压下降的快慢程度，又可分成缓降、陡降、垂降三种，其中垂降外特性又称恒流特性，因为当弧长发生变化时，输出电流基本保持不变。
下降特性适用于作为焊条电弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊的电源。
四、实验步骤1.观察和熟悉焊机外形，记录铭牌数据。
2.熟悉实验电路的连接和各个设备的功能及使用。
3.利用PTE-750E智能电源测试台测量ZX7-400电焊机电源的外特性。
4.关闭测试台和电源。
五、实验报告内容六、思考题1.交流焊机有哪几种典型类型，它们的结构有何区别及联系？2.ZX7-400电焊机是如何获得下降外特性的。
电源测试实习报告
一、实习背景随着科技的发展，电源作为电子设备的核心组成部分，其质量直接影响到设备的正常运行和安全性。
为了更好地了解电源测试的相关知识和技能，提高自身的专业素养，我参加了为期一个月的电源测试实习。
二、实习单位及实习内容实习单位：某知名电子公司电源测试部门实习内容：电源测试、数据分析、故障排查、测试报告撰写等三、实习过程1. 熟悉电源测试环境实习的第一周，我主要熟悉了电源测试部门的环境和设备。
在实习导师的带领下，我了解了电源测试的流程、常用设备和测试标准。
同时，我还学习了电源的基本原理，为后续的实习工作打下了基础。
2. 学习电源测试方法在实习的第二周，我开始学习电源测试方法。
实习导师详细讲解了电源测试的步骤，包括测试前准备、测试过程中注意事项、测试数据记录等。
我还学习了各种测试仪器的使用方法，如示波器、万用表、功率计等。
3. 参与实际测试项目实习的第三周，我开始参与实际测试项目。
在导师的指导下，我负责对一款新型电源进行测试。
测试过程中，我严格按照测试标准进行操作，记录测试数据，并对数据进行分析。
4. 故障排查与报告撰写在实习的第四周，我负责对测试过程中发现的异常情况进行故障排查。
通过查阅相关资料、分析测试数据，我找到了问题所在，并及时向导师汇报。
同时，我还学习了如何撰写测试报告，包括报告格式、内容要求等。
四、实习收获1. 熟练掌握了电源测试的流程和技能通过实习，我对电源测试的流程和技能有了更加深入的了解，能够熟练运用各种测试仪器进行测试。
2. 提高了数据分析能力在实习过程中，我学会了如何对测试数据进行记录、分析，并从中发现问题。
这对我今后的工作具有很大的帮助。
3. 增强了团队合作意识实习过程中，我与团队成员共同完成测试任务，学会了如何与他人沟通、协作，提高了我的团队合作意识。
4. 了解了电源行业的发展趋势通过实习，我对电源行业的发展趋势有了更深入的了解，为今后从事相关工作奠定了基础。
五、实习总结本次电源测试实习让我受益匪浅。
实验 电源的外特性
实验九 电源的外特性
一、实验目的
1.1 理解电源的端电压和负载电流的关系以及影响端电压的因素。
1.2熟悉实验的操作步骤以及电流表、电压表、万用表的使用方法。
二、实验设备
1、YL-GD 装置的可调稳压电源（0~30V 、0~2A ）、多量程电流表、数字电压表。
2、透明元件盒A1-R04、A1-R10、A4-S1。
3、万用表。
三、实验内容与实验步骤
3.1在通用电路板上按图2.1插拼联接。
3.2检查电路联接无误后，将实验台的的C 组直流稳压电源电压调至电路需求电压并接入电路中。
3.3当开关S 断开时，读出电压表和电流表的数值并记入表2.1中。
3.4当闭合S 时，别接入负载电阻200欧、300欧、1K Ω欧，读出三种不同负载电阻时，电流表和电压表的值，并记入表中。
图2.1 电源实验 外特性接线图
表2.1
四、实验注意事项
1、测量时，可调稳压电源的输出电压由0缓慢逐渐增加，应时刻注意电压表和电流表，不超过规定值。
2、稳压电源输出端切勿碰线短路。
3、测量中，随时注意电流表读数，及时更换电流表量程，勿使仪表超量程。
五、实验报告要求
4.1根据记录表2.1的实验数据，绘出端电压U 随负载R 2电流I 变化的外特性（U-I ）曲线。
Ω
Ω,1K Ω)
I (mA)
U
(V)
4.2根据绘出的电源外特性曲线，总结端电压和负载的关系以及分析影响端电压高低的因素。
弧焊电源构造及外特性测定实验-PPT课件
•3）焊后处理
•焊后2秒钟内，将试件放入水中冷却，20秒钟后取出， 迅速用锤去飞溅和渣皮，用酒精去水，丙酮去油。吹 干后立即放入事先装满45℃甘油的集氢管中，从焊后 到试件进入集氢管内不超过50秒钟。
• 4）72小时后读取集氢管内气体体积，精确 到0.1立方毫米
• 5）取出试件，用水洗净，吹干后称重，以 G1表示。
(7)工作台快速移动离合器的调整。
(8)传动皮带松紧程度的调整。
班后保养
要使丝杠在轴线方向与工作台之间的 配合间 隙达到 最小。
工作后必须检查、清扫设备，做好日 常保养 工作， 将各操 作手柄( 开关) 置于空 档(零位 )拉开 电源开 关，达 到整齐 、清洁 、润滑 、安全 。
定期保养 1.每3个月清洗床身内部、升降台内 部和工 作台底 座的润 滑油池 、用汽 油清洗 润滑油 泵的游 油网， 每年不 少于两 次。
(2)检查电器安全装里的灵敏和可靠 程度。
(3)观察各传动部件的温升、声向及 震动等 情况。
(4)时刻检查床身和升降台内的柱塞油 泵的工 作情况 ，当 机床在 运转中 而指示 器内没 有油流 出时， 应及时 进行修 理。
(5)发现工作台纵向丝杠轴向间隙及传动 有间隙 ，应按 说明要 求进行 调整。
(6)主轴轴承的调整。
(2)检查电源开关外观和作用是否良好 ，接地 装置是 否完整 。
(3)检查各部件螺钉、像目、手柄、 手球及 油杯等 有无松 动和丢 失，如 发现应 及时拧 紧和补 齐。
(4)检查传动皮带状况。 钻铣床
[1](5)检查电器安全装置是否良好。
班中保养 (1)观察电机、电器的灵敏性、可靠性 、温升 、声响 及震动 等情况 。
2.升降丝杠用二硫化铝油剂每两月润滑 一次。
电源外特性测试课程设计
电源外特性测试课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握电源外特性的基本概念，包括输出电压、输出电流、电压调整率、电流调整率等。
2. 使学生能够运用相关公式和定理进行电源外特性的计算和分析。
3. 帮助学生了解不同类型电源的外特性曲线特点及其在实际应用中的影响。
技能目标：1. 培养学生使用实验仪器和设备进行电源外特性测试的能力。
2. 提高学生分析实验数据、解决实际问题的能力。
3. 培养学生团队合作和沟通表达的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术学科的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨、认真的学习态度，养成良好的实验操作习惯。
3. 引导学生关注电源技术的应用和发展，认识到其在国家经济建设和社会发展中的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握电源外特性的相关知识，培养其实践操作和问题解决能力，同时注重培养学生的情感态度和价值观。
课程目标分解为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容- 电源的基本概念、分类及其工作原理。
- 电源外特性的定义、参数及其意义，包括输出电压、输出电流、电压调整率、电流调整率等。
- 电源外特性曲线的绘制与分析方法。
- 教材第二章“电源的基本概念与工作原理”以及第三章“电源外特性分析”。
2. 实践操作：- 使用实验仪器和设备进行电源外特性测试。
- 数据采集、处理和分析方法。
- 实验操作注意事项及安全规范。
- 教材第四章“实验操作与数据处理”以及实验指导书相关内容。
3. 教学安排与进度：- 第一周：电源的基本概念、分类及其工作原理学习。
- 第二周：电源外特性理论及曲线绘制与分析方法学习。
- 第三周：实验操作指导，进行电源外特性测试。
- 第四周：数据采集、处理和分析，撰写实验报告。
教学内容根据课程目标制定，保证科学性和系统性。
通过理论与实践相结合的方式，使学生掌握电源外特性的相关知识，提高其分析问题和解决问题的能力。
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独立源是电路中直接的能量转换装置和电能的提供 者，不同独立源向外提供能量的形式不受其它因素制约。 受控源的输出电压或者电流要受电路中其它电压或 电流的控制，其输出的能量来自维持电路正常工作的其它
电源，是一种能量的控制者。
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理想电压源US或uS 串联一个电阻R0
（2）伏安特性： 电压源串上负载电阻RL后电路模型 伏安特性：
U US IR 0
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2.实际电压源
伏安特性：
U US IR 0
特点：1）曲线与R0有关，
R0越大， 曲线斜率越大。
2）有载时，U＜US 3）开路时，I=0 ∴U=US 短路电流 大，一般 不允许短 路
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根据其控制量和被控制量的不同，可将受控源分为四 类：电流控制电压源（简称流控电压源，CCVS），电压控 制电压源（简称压控电压源，VCVS），电流控制电流源 （简称流控电流源，CCCS），电压控制电流源（简称压控 电流源，VCCS）。
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1、电流控制电压源 受控量与控制量之间的关系：
干电池
叠层电池
纽扣电池 各种直流电源
蓄电池
稳压电源
分
电压源：给外电路提供稳定电压，如各种电池、发电机等。 电流源：给外电路提供稳定电流，如电子电路合成电源。
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1.电压源及其VCR RO= 0 时的电压源. 或者恒压源
I
+
a Uab b
u US
US
_
i
伏安特性
特点：（1）电压源输出的电压是一个定值US或是确定的时 间函数uS（t），它由自身情况决定，与流经它的电流大小 、方向无关；
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1.电流源及其VCR
I
恒流源两端电压由 外电路决定 例
Is
U
R
设 : I S =1 A
则:
R=1 时， U =1 V。
R=10 时， U =10 V。 恒流源切忌开路
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恒流源举例
晶体三极管
Ic Ic
Uce + -
Ib
Ib + b Ube
c e
Uce
U2 = I1
I1是控制量，U2是被控制量， γ称为转移电阻，单位为欧姆（Ω）。
典型模型：他励直流发电机的输出电压受励磁线圈电流的控制。
2、电压控制电压源 受控量与控制量之间的关系：
U2 =U1
U1是控制量，U2是被控制量， μ称为电压放大系数，单位为无量纲。 典型模型 ：变压器的副边输出电压受控于原边输入电压。
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3、电流控制电流源 受控量与控制量之间的关系：
I2 =I1
I1是控制量，I2是被控制量， β称为电流放大系数，单位为无量纲。 典型模型：三极管的基极电流控制集电极电流。 4、电压控制电流源 受控量与控制量之间的关系：
I2 =gU1
U1是控制量，I2是被控制量， g为转移电导，单位为西门子（S）。
实际电压源外特性测量电路
4
实训流程： （2）根据图1.24接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源。调节R2，令其 阻值从∞至200Ω变化，记录两表的读数。 （3）绘制理想电压源和实际电压源的外特性曲线。
理想电压源外特性测量电路 2016/10/13
实际电压源外特性测量电路
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实训流程： 表1-13 理想电压源外特性的测量
U（V） I（mA） 0
表1-14 实际电压源外特性的测量
U（V） I（mA） 0
【实验注意事项】 （1）在测电压源外特性时，不要忘记测空载时的电压值。 （2）换接线路时，必须关闭电源开关。 （3）直流仪表的接入应注意极性与量程。
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电源是向电路提供能量或信号的元件或设备。干电池、 蓄电池、发电机和各种信号源都是常见的电源。电源有两 种类型，即电压源和电流源。
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实训流程： 根据图接线，IS为直流恒流源，视为理想电 流源。调节其输出为10mA，令Ro分别为 1kΩ和∞（即接入和断开分别对应于实际 电流源和理想电流源），调节电位器RL（ 从0至470Ω），测出这两种情况下的电压 表和电流表的读数。 （1）自拟数据表格，记录实验数据。 （2）绘制理想电流源和实际电流源的外特性曲线。 （3）根据理想电流源和实际电流源的外特性曲线总结、归纳电流源 的外特性，并与理论分析进行对比。 注意：测电流源外特性时，不要忘记测短路时的电流值， 注意恒流源负载电压不要超过20V，负载不要开路。
主 编：徐超明 副主编：李 珍、姚华青、陈建新 王平康、刘 强
工作任务：
◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ 电流和电压的测量。 电阻器的认识及测量。 电阻元件伏安特性的测试。 电源外特性的测试与分析。 电位的测定与计算 用伏安法测量电功率。
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实训1-7：电压源外特性的测绘
1.3.1 1.3.2 1.3.3
（2）电压源输出的电流由它与外接电路的情况共同决定。
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1.电压源及其VCR I a + US _ 2 R1
Uab
2
R2
例
b 设: US=10V
则： 当R1接入时 ： I=5A 恒压源切忌短路 当R1 、R2 同时接入时： I=10A
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2.实际电压源 （1）电路模型
（2）伏安特性 伏安关系
U I IS R0
特点：1）曲线与R0有关，R0越大，曲线斜率越大 2）有载时，I＜IS
3）开路时，I=0 ∴U=ISR0
4）短路时，U=0，I=IS
电流全部流过内阻R0， 电源内阻把电流源的所 有能量消耗掉。一般不 允许开路。
5）R0=∞时， I=IS ，且与负载无关，为理想电流源
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4）短路时，RL=0，
US I IS R0
5）R0=0时， U=US ，且与 负载无关， 为理想电压源
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1.电流源及其VCR
I a Uab
u
Is
伏 安 特 性 i IS
b
特点： （1）电流源输出的电流是一个定值IS或是确定的时 间函数iS（t），与它两端电压的大小、方向无关； （2）电流源两端电压的大小和极性取决于它及其所连接的 外电路。
-
Ic Ib
当 I b 确定后，I c 就基本确定了。在 IC 基本恒定的范 围内 ，I c 可视为恒流源 (电路元件的抽象) 。
பைடு நூலகம்2016/10/13
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2.实际电流源
（1）电路模型 为理想电流源IS并 上一内阻R0
（2）伏安特性
伏安关系
U I IS R0
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2.实际电流源
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独立源：电压或电流是定值或是时间的函数，与电路其 他地方的电压或电流无关的电源。 受控源：电流或电压值受到电路中其他支路电流或电压 控制的电源。
受控源是四端元件，有两对端钮，分别为输入端钮和输出端钮。 输入端为控制端，其输入端的电压或电流作为控制量； 输出端为被控制端，输出被控制的电压或电流。
电压源 电流源 受控源
实训1-8：电流源外特性的测绘
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电压源的端电压与流过的电流的关系称为电压源的外特性。
实训流程： （1）根据图所示接线。Us为＋6V的直流稳压电压源，视为理想电压源。 调节R2，令其阻值（R1＋R2）由大至小变化（从∞至200Ω），记录两表的 读数。
理想电压源外特性测量电路 2016/10/13