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。