第-9-講-電壓源與電流源及其等效變換

電壓源與電流源

及其等效變換

制作：浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息與控制工程學(xué)院

電路元件主要分為兩類：無源元件—電阻、電容、電感。有源元件—獨(dú)立源、受控源。

獨(dú)立電源是指不受外電路的控制而獨(dú)立存在的電源;

受控電源是指它們的電壓或電流受電路中其他部分的電壓或電流控制的電源。任何一個(gè)實(shí)際電源（不論是獨(dú)立電源還是受控源）在進(jìn)行電路分析時(shí)，都可以用一個(gè)電壓源或與之等效的電流源來表示。1.理想電壓源（恒壓源）

RO=0時(shí)的電壓源IE+_abUab伏安特性IUabE一、電壓源特點(diǎn)：（3）電源中的電流由外電路決定。（2）電源內(nèi)阻為“RO=0”。（1）理想電壓源的端電壓恒定。（4）理想電壓源不能短路，不能并聯(lián)使用。電壓源模型2.實(shí)際電壓源UIRO+-E伏安特性Ro越大斜率越大IUEIRO恒壓源中的電流由外電路決定設(shè):

E=10VIE+_abUab2R1當(dāng)R1R2

同時(shí)接入時(shí)：I=10AR22例1當(dāng)R1接入時(shí)：

I=5A則：恒壓源特性中不變的是：_____________E恒壓源特性中變化的是：_____________I_________________會(huì)引起I的變化。外電路的改變I的變化可能是_______的變化，或者是_______的變化。大小方向恒壓源特性小結(jié)R+_IEUabab1.理想電流源

（恒流源)RO=時(shí)的電流源baIUabIsIUabIS伏安特性二、電流源（1）輸出電流恒定。（3）輸出電壓由外電路決定。（2）理想電流源內(nèi)阻為無窮大（RO=）。（4）理想電流源不能開路，不能串聯(lián)使用。特點(diǎn)2.實(shí)際電流源ISROabUabIIsUabI外特性

電流源模型RORO越大特性越陡恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè):

IS=1A

R=10

時(shí)，U=10

V

R=1

時(shí)，U=1

V則:例2恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：_____________Is恒流源特性中變化的是：_____________Uab_________________會(huì)引起Uab

的變化。外電路的改變Uab的變化可能是_______的變化，或者是_______的變化。大小方向

理想恒流源兩端可否被短路？

abIUabIsR恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不變量變化量E+_abIUabUab=E（常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)Uab

無影響。IabUabIsI=Is

（常數(shù)）I

的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì)I

無影響。輸出電流I

可變-----

I

的大小、方向均由外電路決定端電壓Uab

可變-----Uab

的大小、方向均由外電路決定電壓源與電流源對(duì)外電路等效的條件為：或且兩種電源模型的內(nèi)阻相等。三、電壓源與電流源的等效變換(1)“等效”是指“對(duì)外”等效（等效互換前后對(duì)外伏--安特性一致），對(duì)內(nèi)不等效。等效變換的注意事項(xiàng)：ISabI'RO'RO+I-EbaUab（RO不消耗能量）（RO‘消耗能量）對(duì)內(nèi)不等效(2)恒壓源和恒流源不能等效互換。ISabI'I+-EbaUab(3)電源等效互換時(shí)，恒壓源E與電源內(nèi)阻R0的串聯(lián)，恒流源IS與電源內(nèi)阻R0的并聯(lián)，且轉(zhuǎn)換前后E

與Is

的方向保持不變。ISabI'RO'IRO+-EbaUab(4)只要一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為E的理想電壓源和某個(gè)電阻R串聯(lián)的電路，都可以化為一個(gè)電流為IS

的理想電流源和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路。將圖8中的電壓源轉(zhuǎn)化為等效電流源，并畫出等效電路。內(nèi)阻相等。所以圖9所示即為等效電路。例3解:將圖（a）中的電流源轉(zhuǎn)化為等效電壓源，并畫出其等效電路。解：內(nèi)阻相等。所以等效電路如圖（b）例4用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流I1和I2。解：將原電路變換為圖（c）電路，由此可得：例5EibicCB四、受控源rbeibic=

ib受控源：電壓或電流受電路中其他部分的電壓或電流控制。三極管獨(dú)立源和非獨(dú)立源的異同相同點(diǎn)：兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路提供電壓或電流。不同點(diǎn)：獨(dú)立電源的電動(dòng)勢(shì)或電流是由非電

能量提供的，其大小、方向和電路中的電壓、電流無關(guān)；受控源的電動(dòng)勢(shì)或輸出電流，受電路中某個(gè)電壓或電流的控制。它不

能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制量決定。受控源分類U1壓控電壓源+-+-E壓控電流源U1I2流控電流源I2I1I1+-流控電壓源+-EVCVSVCCSCCVSCCCS受控源電路的分析計(jì)算電路的基本定理和各種分析計(jì)算方法仍可使用，只是在列方程時(shí)必須增加一個(gè)受控源關(guān)系式。一般原則：例6求：I1、I2ED=0.4UAB電路參數(shù)如圖所示則：++-_Es20VR1R3R22A221IsABI1I2ED

設(shè)VB

=0，即選擇節(jié)點(diǎn)電壓方向從A到B根據(jù)節(jié)點(diǎn)電位法解：解得：小結(jié)：

1、實(shí)際電壓源是一個(gè)理想電壓源和內(nèi)阻的串聯(lián)；實(shí)際電流源是一個(gè)理想電流源和內(nèi)阻的并聯(lián)。

2、電壓源與電流源的等效條件：IS=E/RO，RO=RO′3、理想電壓源和理想電流源相串聯(lián)時(shí)等效為電流源；相并聯(lián)時(shí)等效為電壓源。

4、受控電壓源的電壓或授控電流源是受電路中其他部分的某個(gè)電壓或電流控制的。

5、控制量為零時(shí)，受控源的電壓或電流也等于零。此時(shí)受控電壓源相當(dāng)于短路，受控電流源相當(dāng)于開路。