电压源与电流源的等效变换的条件
电路实验报告-电压源和电流源的等效变换-20170221
《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
电压源电流源等效变换的条件
电压源和电流源是电路中常见的两种信号源。
等效变换是指将一个电路中的电压源转换为等效的电流源，或将一个电路中的电流源转换为等效的电压源。
下面是电压源和电流源等效变换的条件：
电压源转换为电流源的条件：
在电压源的两个端口之间串联一个合适的电阻。
确保串联电阻的阻值足够大，使得在电压源的两个端口上产生的电压降可以忽略不计。
电压源的内部电阻（如果存在）应足够小，以确保大部分电压都能通过串联电阻传递给负载。
电流源转换为电压源的条件：
在电流源的两个端口之间并联一个合适的电阻。
确保并联电阻的阻值足够大，使得通过并联电阻的电流可以忽略不计。
电流源的内部电阻（如果存在）应足够大，以确保大部分电流都能通过并联电阻传递给负载。
需要注意的是，等效变换只在某些特定条件下成立，而在其他情况下可能不适用。
此外，等效变换只适用于线性电路，对于非线性电路不适用。
通过电压源和电流源的等效变换，可以更方便地分析和计算电路。
这种等效变换常用于电路分析和设计中，以便更好地理解电路行为和性能。
电流等效变换的规则
电流等效变换的规则
电流等效变换的规则主要基于电路分析和设计的基本原则，确保在变换前后，电路的外部特性保持不变。
这些规则包括：
1.对外电路来说，转换前后，电压和电流的关系不变。
因为外部负载是一样的，所以只要转换前后
电流不变，就是等效变换。
2.变换前后电路的电压和电流处处相等。
3.变换前后功率不变。
4.变换前后元件在电路中的位置可以改变。
5.端口的伏安特性可以改变。
对于电流源的等效变换，主要有两种情况：
1.电压源可以等效转换为一个理想电流源和一个电阻的并联。
转换公式为：Us = Is*Rs，其中Us是电
压源的电压，Is是电流源的电流，Rs是电阻。
需要注意的是，转换前后US与Is的方向应一致，Is应从电压源的正极流出。
2.电流源可以等效转换为一个理想电压源和一个电阻的串联。
转换公式同样为：Us = Is*Rs。
这些规则主要依据是对外部电路等效，即相同的负载接入后性状相同。
一个电压源与一个电流源对同一个负载如果能提供等值的电压、电流和功率，则这两个电源对此负载是等效的。
换言之，如果两个电源的外特性相同，则对任何外电路它们都是等效的。
以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员。
电路实验报告-电压源和电流源的等效变换-20210221
电路实验报告-电压源和电流源的等效变换-20210221 《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：装订线一、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ES与一个电阻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IS与一电导g0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IS?USR0,g0?1R0,或US?ISR0,R0?1g0IIS=US/R0,g0＝1/R0IRLUS=ISR0,R0＝1/g0+US_R0 U+IS_g0URL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，US为＋6V直流稳压电源，R1=200Ω，R2=470Ω。
调节R2，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R2 U I ∞ 500 400 300 200 100 0 I+mA_+US_6VR1V200ΩR2470Ω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R2，令其阻值由大至小变化，记录两表的数据于3－2。
电路分析-电压源和电流源等效变换
f
Rf
d Pf d Rf
0
时，Rf获最大功率
得 Rf = Ri
U2 Pmax 4Ri
直流电路最大功率传输定理
例2 直流电桥电路
R1
R2
I
R3
R4
US
当
R1 R3 R2 R4
即 R1R4=R2R3 时，I = 0 称R1R4=R2R3为电桥平衡条件。
利用上述关系式，可测量电阻。
二、理想电流源的串、并联 并联： 可等效成一个理想电流源 i S（ 注意参考方向）.
iS1
iSk …
iSn
iS
n
iS iSk
1
串联: 电流相同的理想电流源才能串联，并且每个电
流源的端电压不能确定。
例1
uS
iS
uS
例2
uS
iS
iS
电压源和电流源的等效变换
一、实际电压源 实际电压源，当它向外电路提供电流时，它的
i
+
uS _
+
u
iS
i +
Ri
_
Gi u _
u = uS – Ri i i = uS/Ri – u/Ri
i = iS – Gi u
等效的条件 iS= uS /Ri , Gi = 1/Ri
由电压源变换为电流源： i
Hale Waihona Puke +uS _
+ 转换
u
Ri
_
由电流源变换为电压源：
i
iS
+
转换
Gi u _
i
iS
+
Gi u _
端电压总是小于其电动势，电流越大端电压越小。
实验四 电压源与电流源的等效变换
实验4电压源与电流源及其等效转换1实验目的（1）了解理想电流源与理想电压源的外特性。
（2）验证电压源与电流源互相进行等效转换的条件。
2实验原理1理想电源理想电源有理想电压源和理想电流源两种。
（1)理想电压源接上负载后，当负载变化时其电压源输出电压保持不变。
（2)理想电流源接上负载后，当负载电阻变化时，该电流源供出的电流保持不变。
它们的电路图符号及其特性见图4.5-1。
（3)在工程实际上，绝对的理想电源是不存在的，但有一些电源其外特性与理想电源极为接近，如在电子技术中，通常采用的晶体管电流源与电压源。
因为用电子学的方法，可以使晶体管电压源的串联等效内阻极小，一般为10-3Ω以下，晶体管电流源并联等效内电导也极小，一般10-3Ω为以下。
因此，可以近似地将其视为理想电源。
2实际电源一个实际电源，就其外部特性而言，即可以看成是电压源，又可以看成是电流源。
(1)实际电压源用一个理想电压源Es与一电阻R0串联组合来表示。
(2)实际电流源用一个理想电流源I S与一电导G0并联的组合来表示。
图4.5-2和图4.5-3方框内部分是一个实际的电压源与一个实际的电流源，它们向同样大小的负载供出同样大小的电流I，而电源的端电压U也相等，那么这个电压源和电流源是等效的，即电压源与其等效电流源有相同的外特性。
3电压源与电流源相互进行等效转换的条件Is=Es/R0 G0=1/R0 或 Es=Is/G0 R0=1/G04实验内容及步骤1）测量理想电流源的外特性当负载电阻在一定的范围内变化时（注意必须使电流源两端的电压不超出额定值），电流基本不变，即可将其视为理想电流源。
(1)将一可变电阻R接至稳流源的输出端上，串联接入直流电流表，并联接入直流电压表，即接成图4.5-4的实验电路。
(2)首先置可变电阻R=0，调节直流电流源，使其输出电流I=50mA，测出此时电流源的端电压U和输出电流I记入表4.5-1。
(3)改变电阻电阻R，每改变R值记下U和I，但应使Rmax*I≤20V，此时数据记入表4.5-1，即可得至理想电流源的外特性。
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。
简述电压源与电流源的等效变换方法
电压源与电流源是电路中常见的两种基本元件，它们分别以恒定的电压和恒定的电流来驱动电路。
在电路分析和设计中，经常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，以便更方便地进行电路分析和计算。
下面将分别介绍电压源与电流源的等效变换方法。
一、将电压源转换为等效的电流源1. 理论基础电压源的等效电流源转换是基于欧姆定律进行的。
根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻，即I=V/R。
我们可以将电压源转换为等效的电流源，通过在电压源的正负端并联一个等效电阻，使得该电阻上的电流等于电压源的电压除以电阻值。
2. 转换公式电压源转换为等效电流源的公式为：I=V/R，其中I为等效电流源的输出电流，V为电压源的电压，R为等效电流源的电阻。
3. 举例说明假设有一个5V的电压源，需要将其转换为等效的电流源。
如果我们希望等效电流源的输出电流为1A，那么根据公式I=V/R，可得等效电阻R=V/I=5Ω。
我们可以在电压源的正负端并联一个5Ω的电阻，即可将电压源转换为等效的电流源。
二、将电流源转换为等效的电压源1. 理论基础电流源的等效电压源转换同样是基于欧姆定律进行的。
根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻，即V=IR。
我们可以将电流源转换为等效的电压源，通过在电流源的两端串联一个等效电压源，使得该电压等于电流源的电流乘以电阻值。
2. 转换公式电流源转换为等效电压源的公式为：V=IR，其中V为等效电压源的输出电压，I为电流源的电流，R为等效电压源的电阻。
3. 举例说明假设有一个2A的电流源，需要将其转换为等效的电压源。
如果我们希望等效电压源的输出电压为10V，那么根据公式V=IR，可得等效电阻R=V/I=5Ω。
我们可以在电流源的两端串联一个10V的电压源，并在其正负端串联一个5Ω的电阻，即可将电流源转换为等效的电压源。
电压源与电流源的等效变换方法可以在电路分析和设计中起到重要的作用。
通过合理应用这些方法，可以使得电路分析更加简便和直观，为电路设计提供重要的参考依据。
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。
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电压源与电流源的等效变换的条件
电压源与电流源之间的等效变换是电子学中一个基本的概念，它指的是当给出一种电源及其连接线路时，可以将这种电源替换为完全等效的一种另外电源来模拟它。
一般来说，电压源与电流源之间的等效变换具有三个基本条件：一是輸入阻抗值需要相等；二是模拟线路中輸入阻抗要大於0；三是输出电流和电压之间的比值可以作为转换的依据。
首先，輸入阻抗值必须要求相等，将电流源替换成电压源时，輸入电路的总阻抗不变。
根据阻抗定律，电流源的输出电流与电受到的阻抗有关，所以如果把电流源替换成电压源，輸入阻抗的值必须要求相等。
其次，模拟线路中輸入阻抗要大於0，也就是说，当电压源与电流源之间进行等效变换时，输入电路中的参考阻抗不能小于0。
这是因为当输入阻抗小于0时，电流源和电压源的输出电流和输出电压之间的比值会变成虚数，这是不可能的。
最后，两者之间的比值也可用作变换的依据，即：电流源与电压源之间存在一个确定的比率，即输出电流与输出电压之间的比值，这一比率也可以用作电压源与电流源之间等效变换的基础。
电压源与电流源之间的等效变换具有重要的意义，它为工程师设计复杂系统提供了方便，并且能够有效地控制电子电路。
但是，这种等效变换需要满足三个基本条件：首先，输入阻抗要求是相同的；其次，输入阻抗也必须大於0；最后，电流源与电压源之间的比值也可以作为变换的依据。
只有满足这三个条件，才能进行有效的等效变换。