电压源与电流源等效变换教案20.doc
电流源与电压源的等效变换
第十五周（第 1.2 讲）【教授教养进程】：导入新课：电路中的电能都是由电源来供给的,对负载来说,电源是电压的供给者,也可以算作是电流的供给者.讲解新课：一、电压源为电路供给必定电压的电源可以用电压源来表征1.幻想电压源(恒压源)：电源内阻为零,并能供给一个恒定不变的电压.所以也称恒压源.如图1-a所示.2.恒压源的两个特色：（1）供给应负载的电压恒定不变;（2）供给应负载的电流可随意率性.3.现实电压源：可以用一个电阻（相当于内阻）与一个幻想的电压源串联来等效.它供给的端电压受负载影响.如图1-b虚线框内所示.图 1二.电流源为电路供给必定电流的电源可用电流源来表征.1.幻想电流源（恒流源）：电源的内阻为无限大,并能供给一个恒定不变的电源.所以也称为恒流源.如图2-a所示.2.恒流源的两个特色：（1）供给应负载的电流是恒定不变的;（2）供给应负载的电压是随意率性的.3.现实电流源：现实上电源的内阻不成能为无限大,可以把幻想电流源与一个内阻并联的组合等效为一个电流源.如图2-b所示.图 2三.两种电源模子的等效变换等效变换的感化是：为了化简电路,引入了电压源.电流源的概念,有时刻把电路中的电压源等效变换成电流源,电路就被简化成简略电路;评论辩论问题：两种电源模子的等效变换的前提是什么？对外电路,只要负载上的电压与流过的电流是相等的,则两个不合的电源等效.或者：（1）电压源等效为电流源：（2）电流源等效为电压源：即：内阻相等,电流源的恒定电流等于电压源的短路电流：或电压源的恒定电压等于电流源的开路电压.要留意一个幻想电压源是不克不及等效变换为一个幻想电流源的,反之也一样.只有电流源和电压源之间才干等效变换.但是这种等效变换是对外电路而言的,电源内部其实不等效.例题讲解：76页例1教室演习：1．断定:• 恒压源和恒流源可以等效交换.（ ）• 电压源和电流源等效变换前后电源内部是不等效的.（ ）2．3-7-13．3-7-2（a ）4．3-7-3（a ）教室小结：1.电压源： 为电路供给必定电压的电源.2.电流源：为电路供给必定电流的电源.3.电压源和电流源等效变换的前提： ;;00S S SS S r I E r E r E I r r ⨯=⇐⇒=== 即：内阻相等,电流源的恒定电流等于电压源的短路电流：或电压源的恒定电压等于电流源的开路电压.功课安插：3-7-2（b ）,3-7-3（b ）,3-7-4【课跋文】：这是一堂公开课,教师预备比较充分,上课教室规律很好,学生答复问题很积极.在讲解进程中,我感到到本身的常识面还不敷宽,听课的先生也提出了一些问题：一.应多接洽现实生涯和临盆中如何运用电压源和电流源进行讲解;二.讲课进程中前后不敷连贯.。
电工电子教案 --- 电路的等效变换
教学过程与方法
步骤
组织实施内容
教学方法
学时
课前线上学习与
辅导
教师：
1.课前对学生情况进行预分析，根据教学标准对教学内容进行微调或补充。主要教学内容应包括：
（1）掌握电路及其等效变换（2）掌握电阻的串、并联变换（3）掌握电压源、电流源的等效变换及等效电路。
2.布置学生课下作业。
3.教师收集学习情况，分析学生学习效果。
电流源两端短路时，端电压等于零值，i(t)=iS(t)，即电流源的电流为短路电流。当iS(t) =0时，电流源的伏安特性曲线为u—i平面上的电压轴，相当于“电流源处于开路”，实际中“电流源开路”是没有意义的，也是不允许的。
教 案 纸
教 案 内 容 、过 程
教 法
时间分配
一个实际电源在电路分析中，可以用电压源与电阻串联电路或电流源与电阻并联电路的模型表示，采用哪一种计算模型，依计算繁简程度而定。
（1）求出等效电阻或等效电导。
（2）应用欧姆定律求出总电压或总电流。
（3）应用欧姆定律或分压、分流公式求各电阻上的电流和电压。
因此，分析串、并联电路的关键问题是判别电路的串、并联关系。
判别电路的串、并联关系的基本方法如下:
（1）看电路的结构特点。若两电阻是首尾相联就是串联，是首首尾尾相联就是并联。
（2）看电压电流关系。若流经两电阻的电流是同一个电流，那就是串联；若两电阻上承受的是同一个电压，那就是并联。
一个实际电源的外特性是客观存在的，既可以用电压源模型来表示，也可以用电流源模型来表示。根据两种实际电源的VAR关系式可以知道，这两种电路模型之间是可以互相等效的，图2-13给出了它们之间的等效变换关系。
因此，实际电压源和实际电流源等效变换的条件是
《电工基础》教案2-8电压源与电流源及其等效变换
第周第课时月日课题电压源与电流源及其等效变换知识目标理解电压源与电流源的概念能力目标掌握电压源与电流源等效变换的条件教学内容及组织教法[课题引入]1、提问相关知识2、引入本节课题[新课内容]（以讲解为主）一、电压源实际电源可以用恒定电动势E和内阻r串联起来表示，它以输出电压的形式向负载供电，输出电压(端电压)的大小为如果电源的内阻r越大，则在输出相同电流的条件下，端电压越小。
若电源内阻，r=0，则端电压U=E与输出电流的大小无关。
这种内阻r=0，输出恒定电压U=E的电源叫做理想电压源或恒压源，其符号如图2—34所示。
如果电源的内阻极小，可近似看成理想电压源，如稳压电源。
一般电源内部的电阻不可忽略，可用一个理想电压源E和内阻r串联起来表示，叫做实际电源的电压源模型，简称电压源。
二、电流源电流源的路端电压U=E-rI，电路中的电流(参考方向如图2—36所示)为式中 I s——电源的短路电流，I0——内阻上的电流， I——电源的输出电流。
I0＝U/r电源以输出电流的形式对负载供电，恒定电流I s在内阻上的分流为I0，在负载R上的分流为I。
电源的输出电流I总是小于电源的短路电流I s，当电源的内阻r远大于负载电阻R时，内阻上的电流I0减小，输出电流加大，接近I s值。
如果内阻r=∞时，则不管负载电阻如何变化，电源输出的电流I=I s恒定不变。
把内阻r=∞的电流源叫做理想电流源。
实际的电流源可用一个理想电流源与内阻r并联表示，叫做实际电源的电流源模型，简称电流源。
三、电压源与电流源的等效变换电压源以输出电压的形式向负载供电，电流源以输出电流的形式向负载供电。
电压源和电流源可以等效变换。
等效变换指对外电路等效，即把它们与相同的负载连接，负载两端的电压，负载中的电流，负载消耗的功率都相同，如图2—38所示。
两种电源等效变换关系由下式决定应用上式可将电压源等效变换成电流源，内阻r阻值不变，要注意将其改为并联；应用下式可将电流源等效变换成电压源，内阻r阻值不变，将其改为串联。
电压源与电流源及其等效变换
电压源与电流源及其等效变换————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2课题3-5电压源与电流源及其等效变换课型新授授课日期授课时数总课时数教具使用教学目标掌握电源的两种模型（电压源和电流源）教学重点和难点电源的两种模型的特点及等效变换方法。
学情分析学生对电动势和内阻串联的模型比较熟悉，对电流源模型不是很清楚，尚需详细讲解板书设计两种电源模型的等效变换二、电流源通常所说的电流源一般是指理想电流源，其基本特性是所发出的电流固定不变(I s)或是一定的时间函数i s(t)，但电流源的两端电压却与外电路有关。
实际电流源是含有一定内阻r S的电流源图3-19 电流源模型教学后记第1页教学过程：一、导入新课1 、什么叫电压源？什么叫电流源？2、穷举生活中电压源和电流源的实例。
二、讲授新课两种实际电源模型之间的等效变换实际电源可用一个理想电压源E和一个电阻r0串联的电路模型表示，其输出电压U与输出电流I之间关系为U = E-r0I实际电源也可用一个理想电流源I S和一个电阻r S并联的电路模型表示，其输出电压U与输出电流I之间关系为U = r S I S -r S I对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的，等效变换条件是r0 = r S ， E = r S I S 或I S = E/r0【例】如图3-18所示的电路，已知电源电动势E=6 V，内阻r0 = 0.2 Ω，当接上R= 5.8 Ω负载时，分别用电压源模型和电流源模型计算负载消耗的功率和内阻消耗的功率。
第 2 页解：(1) 用电压源模型计算： A 10=+=Rr E I ，负载消耗的功率P L = I 2R= 5.8 W ，内阻的功率P r = I 2r 0 = 0.2 W(2) 用电流源模型计算：电流源的电流I S = E /r 0 = 30 A ，内阻r S = r 0 = 0.2 Ω 负载中的电流 A 1S S S =+=I Rr r I ，负载消耗的功率 P L = I 2R = 5.8 W ，内阻中的电流 A 29S S =+=I Rr R I r ，内阻的功率 P r = I r 2r 0 = 168.2 W两种计算方法对负载是等效的，对电源内部是不等效的。
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。
3-2电压源与电流源的等效变换
【例1】将图a中的电压源转换为电流源，将图b中的电流源转换为电压源。
电压源与电流源等效变换时，应注意以下几点:
（1）电压源正负极参考方向与电流源电流的参考方向在变换前后应保持一致。
（2）两种实际电源等效变换是指外部等效，对外部电路各部分的计算是等效的，但对电源内部的计算是不等效的。
（3）理想电压源与理想电流源不能进行等效变换。
通常把内阻无穷大的电源称为理想电流源，又称恒流源。实际中理想电流源并不存在，在分析电路时，可以把一个实际电源用一个恒流源和内阻并联表示，称为电流源模型，简称电流源。
理想电流源(恒流源)电流源模型
3、电压源与电流源的等效变换
同一电源的两种电源模型应对外等效，那么它们对相同的电阻R应产生相同的作用效果，即负载电阻应得到相同的电压U和电流IL，并且电源的内阻r也应相等。
学生记忆，巩固本次课重点内容
学生课下练习
板书设计
§3-2电压源与电流源的等效变换
1、电压源
理想电压源(恒压源)电压源模型
2、电流源
理想电流源(恒流源)电流源模型
3、电压源与电流源的等效变换
电压源与电流源的等效变换
4、受控源
受控电压源受控电流源
受控源的图形符号
使学生对受控源有一定的了解，拓宽学生的知识面
使学生巩固本堂课重点知识
总结本次课的优点与不足，以便在今后教学中取得更好的教学效果
学生观察、总结
教师引导与学生共同分析电压源模型
教师引导与பைடு நூலகம்生共同分析电流源模型
教师引导，学生观察理解并掌握
师生共同分析，教师引导式提问，教师学生一起回答
学生理解并掌握
学生观察并了解
教学环节
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。
2.5 电压源与电流源的等效变换
º
º 源的电流不确定。
（2）理想电流源的串并联
可等效成一个理想电流源iS（ 注意电流的参考方向）。
iS1
iS2
º iSk
º iS
串联:
º
º
is isk , is is1 is2 isk
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。
iS u1
iS u2
（3）几个实际电源模型串联时，可等效成电压源模型 再合并；
＋
电输 ＋ 压出
－US
端U
－
RL
理想电压源内阻为零，因此输出电压恒定。
二、电流源
输出电流较稳定的：如光电池或晶体管的输出端等通 常用电流源模型(理想电流源和一个内阻相并联的形式)表 示。
IS R0
RO=1/ GS：电流源电源内阻，一般很大。
II
IS
+ GS u_ U R
I=IS – GS u
GS=1/RO:电流源电源内电导，一般很小。
1 GS
,US
IS GS
I S RS
3、电源等效变换的应用 （1）理想电压源43; uS_1 u+S_2
+ 5V _
º
º
串联:
+ uS_ us us1 us 2
uS=uSk
( 注意电压参考方向)
º
º
I
I
º
º 并联:
+
+
5V _
5V _
电压相同的电压源才 能并联，且每个电压
2.5 电压源与电流源的等效变换
一、电压源
蓄电池
柴油机组 汽油机组
各种形式的电源设备图
任何电源都可以用两种电 源模型来表示，输出电压比较 稳定的，如发电机、干电池、 蓄电池等通常用电压源模型(理 想电压源和一个电阻元件相串 联的形式)表示；
电压源与电流源及其等效变换
+18V c I2 I =（-5）+（-6）-4= -15A I1 2
？
？
R1=2
8V U1 a
R1 R
I6
Rห้องสมุดไป่ตู้
I4
R I5
I4=(18-6)/3=4A U2 12V
+ I5=(6-0)/3=2A U3 6V I6=（0-18）/3= -6A
I1=（8-18）/2= -5A
I3
+6V b
I3=（-15）+4 -2= -13A
例3:
计算图中A点的电位。
+12V 24Ω
解： -24V电源的正极在接地点 上， 12Ω和36Ω两 电阻串联， 流过电流为： I=24/（12+36）=0.5A 方向向左再向下，故A点电位 VA=-I x12= -0.5x12 = - 6V
A
I 12Ω
36Ω
-24V
例： 求解支路电流用什么方法最方便
例：
us
is
us is
us
is
us1 is1
us2
等 效 是 对 外 等 效 ， 对 内 不 等 效
is2
is
is = is2 - is1
例1: 求下列各电路的等效电源 a + 2 2 3 + U 5A 3 5V – (a) (b) 解: a + 2 U 5A 3 + 5V b – (a) (b)
+ U1 _
R1 IS
a + U1 _
R1 IS I R I1 R1 IS
a
I R
(2)由图(a)可得： (b) b I R1 IS－I 2A－4A －4A
(完整版)电流源与电压源的等效变换
第十五周（第 1、2 讲）课题电流源与电压源的等效变换课型新授课教学目标掌握电压源电流源之间的等效变换方法，理解两种电源模型的特性。
教学重点电压源和电流源之间的等效变换方法。
教学难点电压源和电流源之间的等效变换方法。
教学手段使用多媒体演示平台【教学过程】：导入新课：电路中的电能都是由电源来提供的，对负载来说，电源是电压的提供者，也可以看成是电流的提供者。
讲授新课：一、电压源为电路提供一定电压的电源可以用电压源来表征1、理想电压源(恒压源)：电源内阻为零，并能提供一个恒定不变的电压。
所以也称恒压源。
如图1-a所示。
2、恒压源的两个特点：（1）提供给负载的电压恒定不变；（2）提供给负载的电流可任意。
3、实际电压源：可以用一个电阻（相当于内阻）与一个理想的电压源串联来等效。
它提供的端电压受负载影响。
如图1-b虚线框内所示。
图 1二、电流源为电路提供一定电流的电源可用电流源来表征。
1、理想电流源（恒流源）：电源的内阻为无穷大，并能提供一个恒定不变的电源。
所以也称为恒流源。
如图2-a所示。
2、恒流源的两个特点：（1）提供给负载的电流是恒定不变的；（2）提供给负载的电压是任意的。
3、实际电流源：实际上电源的内阻不可能为无穷大，可以把理想电流源与一个内阻并联的组合等效为一个电流源。
如图2-b 所示。
图 2三、两种电源模型的等效变换讨论问题：两种电源模型的等效变换的条件是什么？对外电路，只要负载上的电压与流过的电流是相等的，则两个不同的电源等效。
;;00S S S S S r I E r E r E I r r ⨯=⇐⇒===或者：（1）电压源等效为电流源：0r EI S = 0r r s =（2）电流源等效为电压源： s S r I E = s r r =0即：内阻相等，电流源的恒定电流等于电压源的短路电流：或电压源的恒定电压等于电流源的开路电压。
要注意一个理想电压源是不能等效变换为一个理想电流源的，反之也一样。
电工技术：实际电压源与实际电流源的等效变换
学习要点
（1）两种实际电源模型等效变换的方法及其在电路分析中的应用 （2）受控源等效变换的方法及其在电路分析中的应用
一、实际电源模型的等效变换
I
实际电源
I RS
+ _
U IS US RS RS
I
R
U
US
I S=US /RS
US=RSI S
R
U
实际电压源模型
U I =US /RS I =0 U =0
R=0 R→∞
IR =S II SS U= =0 IU =0
实际电流源模型
一、实际电源模型的等效变换
注意： （1）理想电压源内阻为0，理想电流源内阻为∞，它们之间不能进行等效 变换；
（2）等效变换只是对外电路等效，而电源的内部是不等效的，以负载开路
为例，电压源模型的内阻消耗功率为0，而电流源模型的内阻消耗功率为
IS2RS；
（3）电路中需要分析计算的支路不能变换，否则变换后的结果就不是原来
所要计算的值。
一、实际电源模型的等效变换
例：电路如图中所示，利 解：
2A 2Ω + 6A 6V 2Ω 2Ω
用电源的等效变换计算 I
的大小。
2A 2Ω + 6A 6V 2Ω 2Ω
I
7Ω
I
7Ω 3A 2Ω 6A
2A 2Ω 2Ω
的大小。
2A 2Ω + 6A 6V 2Ω 2Ω
I
7Ω
I
7Ω
2Ω + 4V + 9V 1Ω
I
7Ω
一、实际电源模型的等效变换
例：电路如图中所示，利 解：
用电源的等效变换计算 I
电压源与电流源的等效变换
个电流源。两者是等效的，其中 IS=US/RS 或 US=ISRS
图 3-3 图 3-3 为等效变换电路，由式中可以看出它可以很方便地把一个参数为 Us 和 Rs 的电压源变换为一个参数为 Is 和 RS 的等效电流源。同时可知理想电压源与 理想电流源两者之间不存在等效变换的条件。 三、实验设备 1.电路实验箱 2.万用表 四、实验内容 1、理想电流源的伏安特性 （1）按图 3-4(a)接线，RL 使用 1KΩ 电位器。 （2）调节恒流源输出，使 IS 为 10mA。 （3）按表 3-1 调整 RL 值,观察并记录电流表、电压表读数变化。将测试结果 填入表 3-1 中。
图 3-4 电流源 2、实际电流源的伏安特性 按照图 3-4(b)接线，按表 3-1 调整 RL 值，将测试的结果填入表 3-1 中。 3、电流源与电压源的等效变换 按照等效变换的条件，上述电流源可以方便地变换为电压源，如图 3-5 所示， 其中 US=ISRS=10mA×1KΩ =10V，内阻 RS 仍为 1KΩ ，按表 3-1 调整 RL 值，将测试结
果填入表 3-1 中，并与实际电流源的数据比较，验证其等效互换性。
图 3-5 电压源
表 3-1 电流源与电压源的等效变换
RL(Ω )
0
200
300
510
ห้องสมุดไป่ตู้
1K
理 想 IL(mA)
电流源 U (V)
实 际 IL(mA) 电流源 U (V)
等效实际 IL(mA) 电压源 U (V)
四、实验报告 1.根据测试数据绘出各电源的伏安特性曲线。 2.比较两电源互换后的结果，如有误差分析产生的原因。
11实验5电压源与电流源的等效变...
实验1 电路元件伏安特性的测绘一、实验目的1. 学会识别常用电路元件的方法。
2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。
3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。
二、原理说明任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U 与通过该元件的电流I 之间的函数关系I ＝f(U)来表示，即用I-U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1. 线性电阻器的伏安特性曲线是一条 通过坐标原点的直线，如图3-1中a 所示， 该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
2. 一般的白炽灯在工作时灯丝处于 高温状态， 其灯丝电阻随着温度的升高 而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度 越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻” 与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍， 所以它的伏安特性如图3-1中b 曲线所示。
3. 一般的半导体二极管是一个非线性电阻元件，其伏安特性如图3-1中 c 所示。
图3-1 正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V ，硅管约为0.5～0.7V ），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。
可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
4. 稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图3-1中d 所示。
在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。
注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。
U(V)( )三、 实验设备四、实验内容1. 测定线性电阻器的伏安特性按图3-2接线，调节稳压电源的输出电压U ，从0 伏开始缓慢地增加，一直到10V ，记下相应的电压表和电流表的读数U R 、I 。
电压源与电流源的等效变换
课 题 3－5两种电源模型的等效变换（2课时） 时间：10月15日教学目标 1．建立电压源和电流源的概念。
2．掌握电压源与电流源的等效变换。
教学重点 电压源与电流源的等效变换条件和应用场合。
教学难点 应用电压源与电流源的等效变换解题。
学情分析 学生在前面的学习中已接触过电压源。
课前复习戴维宁定理的内容。
第五节 两种电源模型的等效变换一、电压源1．电压源：为电路提供一定电压的电源。
2．恒压源：电源内阻为零，电源提供恒定不变的电压。
3．恒压源的特点（1）它的电压恒定不变。
（2）通过它的电流可以是任意的，且决定于与它连接的外电路负载的大小。
4．符号二、电流源1．电流源：为电路提供一定电流的电源。
2．恒流源：电源内阻为无穷大，电源将提供恒定不变的电流。
3．恒流源的特点（1）它提供的电流恒定不变，不随外电路而改变。
（2）电源端电压是任意的，且决定于外电路。
4．符号三、电压源与电流源的等效变换1．电压源 = 理想电压源串联内阻R 0电流源 = 理想电流源并联内阻R 02．电压源U = U S - I R 0I =0S R U U - 电流源I = I S -SR U 对外等效0S R U U - = I S - S R U 所以I S = 0S R U = SS R U ，R 0 = R S 3．结论（1）一个电压源与电阻的串联组合，可用一个电流源与电阻的并联组合来等效代替。
条件：I S = U S / R 0，R S = R 0，如下图（2）一个电流源与电阻的并联组合，可用一个电压源与电阻的串联组合来等效代替。
条件：U S = I S R S，R0 = R S如下图。
四、举例例1：例1例2：例2注意：（1）I S与U S的方向一致。
（2）等效变换对外电路等效，对电源内部不等效。
（3）恒压源和恒流源之间不能等效。
五、电源等效变换及化简原则1．注意点（3）2．两个并联的电压源不能直接合并成一个电压源，但两个并联的电流源可以直接合并成一个电流源。
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 ：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：2014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围，具有很小的阻，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，在一定的电压围，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 O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o R Es Is =g O =Ro1 或0g Is Es =R O =g01如下图6-1所示：四、实验容：1．测定电压源的外特性（1）按图6-2（a ）接线，E S 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 ）R(Ω) 200 300 500 800 1000 1500 2000 ∞ U(V) 6.01 6.01 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 I(mA)29.3419.6011.967.516.004.023.01（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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课题课时上课时间课型任课教师
电压源与电流源的等效变换39---40 新课王老师
教学目标专业能力掌握电压源与电流源的等效变换相关条件
社会能力培养学生理论指导实践的能力，增强同学间的团结协作的意识协作能力、组织能力
方法能力探究式学习，发挥学生学习的主动性，理实结合
重点电压源与电流源的等效变换条件难点电压源与电流源的等效变换注意事项
解决结合电路讲解
方法强化记忆
课
前
训
时间分课堂设计教学设想配
复习电流源、电流源向外电路输出电流计算公式、理想电流源
导语我们已经学习了电压源和电流源的相关知识，本节课我们在学习他们互换的条件
新课一、电压源与电流源的等效变换条件
内容1、同一个电源即可用电压源来代替也可以用电流源来代替，电压源与内阻串联，电流源与内阻并联。
2 、对于同一个负载来说，电压源和电流源是等效的。
3 、电压源的输出
I E - U 电流源的输出 I I S U 4 、等效变换条件： I E r0 r0
r0 r0 r0 r0
二、注意事项
1、电压源与电流源的等效变换只是对外电路而言，两种电源的内部不等效。
当发生短路时，电
压源内部没有电流，电流源内部有电流。
2、由于理想电压源的内阻定义为零，理想电流源的奶子定义为无穷大，因此两者之间不能等效
变换
3、电源的等效方法可以推广，如果理想电压源与外接电阻串联，可以把外接电阻看做是电源的
内阻，等效互换为电流源的形式，理想电流源与外接电阻并联，可以把外接电阻看做是电源的
内阻，等效互换为电压源的形式
4、电压源的电动势 E 和电流源的恒定电流 Is 在电路中保持方向一致，即，Is 的方向从 E 的“ - ”端指
向“ +”端
三、例题
1、电动势为12V、内阻为3Ω的电压源等效变换为电流源
解： Is=E/r0=4A内阻为3Ω
2、如图所示电路，恒定电流为2A，内阻为1Ω，等效变换为电压源
解： E=Is r o=2V r o=1Ω
小结作业回顾板书，强调知识点
注意事项
电压源与电流源的等效变换条件、注意事项、整理例题
教学过程：
学生阅读教
材
组内同学合
作初步整理
知识点
板师生共同整
理、讲解知识
点
书
要求：
设各小组长要
组织好本小
组的学习情计况，积极主
动学习本节
课的知识
学习方式：
学生自主学
习
组内讨论学
习
组间交流学
习
教学生预习情况
学
学生参与情况
反
思完成任务情况。