第講電源等效變換教學(xué)課件

第講電源等效變換41、俯仰終宇宙，不樂(lè)復(fù)何如。42、夏日長(zhǎng)抱饑，寒夜無(wú)被眠。43、不戚戚于貧賤，不汲汲于富貴。44、欲言無(wú)予和，揮杯勸孤影。45、盛年不重來(lái)，一日難再晨。及時(shí)當(dāng)勉勵(lì)，歲月不待人。第講電源等效變換第講電源等效變換41、俯仰終宇宙，不樂(lè)復(fù)何如。42、夏日長(zhǎng)抱饑，寒夜無(wú)被眠。43、不戚戚于貧賤，不汲汲于富貴。44、欲言無(wú)予和，揮杯勸孤影。45、盛年不重來(lái)，一日難再晨。及時(shí)當(dāng)勉勵(lì)，歲月不待人。1.3獨(dú)立電源元件1.3.1電壓源和電流源1.3.2實(shí)際電源的模型1.3.3兩種電源的等效互換下頁(yè)上頁(yè)返回第1章1.3.1電壓源和電流源1.電壓源外特性：輸出電壓與輸出電流的關(guān)系。U翻頁(yè)第1章上頁(yè)下頁(yè)返回特點(diǎn)：理想電流源的并聯(lián)思考：1.電流源方向相反怎么辦2.不同數(shù)值的電壓源可否串聯(lián)IIS1IS2IIS＝IS1+IS2IIS1IS2IIS＝IS1-IS2分析：IS

固定不變,US

固定不變。USIRU-=翻頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)第1章IsU=?＋－IUS+-R所以：

I=Is,已知：Is，US，R問(wèn)：I

等于多少？U

又等于多少？[例1.3.1]解：1.Uab=US

,

2.若R

減小為1Ω，電流源的功率不變！電壓源的功率IUs

=I–Is=3A

增大！P=USIUs=12WI=USR=4A翻頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)第1章返回為什麼？已知：Is，US

，R0試分析：[例1.3.2]US+bRIsIIUsa-1A4V2ΩI=USR=42=2A2.若使R減小為1Ω，I如何變？?jī)蓚€(gè)電源的功率如何變？1.I等于多少？1.3.2實(shí)際電源的模型1.實(shí)際電源的模型(用已知理想元件特性表述實(shí)際電源的外特性)電源模型電壓源模型電流源模型具有相同的外特性ISUS下頁(yè)上頁(yè)第1章返回IU+-實(shí)際電源實(shí)際電源的外特性IUORba2.電壓源模型翻頁(yè)U=US-IR0--外特性方程第1章下頁(yè)上頁(yè)返回IR+U-USR0+–外特性曲線IUUSUSR0

O3.電流源模型I=IS-IR0---外特性方程翻頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)第1章返回外特性曲線baIR+U-R0IR0IsUIISO1.3.3兩種電源的等效互換翻頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)返回第1章U＋－RLI

電源IUS+UR0＋－－IsR0U＋－I等效互換條件U=UsI·R0U=IR0·R0

=Is·R0I·R0=(

IsI)·R0翻頁(yè)上頁(yè)下頁(yè)第1章返回IUS+UR0＋－－IsR0U＋－IIUIR0

Us=

R0=R0Is·R0電壓源模型電流源模型電流源模型電壓源模型R0USIs=R0=R0US=Is·R0

R0=R0下頁(yè)上頁(yè)第1章翻頁(yè)返回IUS+UR0＋－－IsR0U＋－IIsR0U＋－IIUS+UR0＋－－2）所謂“等效”是指“對(duì)外電路”等效（即對(duì)外電路的伏－安特性一致），對(duì)于電源內(nèi)部并不一定等效。例如，在電源開(kāi)路時(shí)：1）電壓源模型與電流源模型互換前后電流的方向保持不變，即IS和Us方向一致。R0

不消耗能量

消耗

能量R0

上頁(yè)下頁(yè)第1章翻頁(yè)返回說(shuō)明IUS+UR0＋－－IsR0U＋－I3）電壓源（恒壓源）與電流源（恒流源）之間不能互換。為什么?上頁(yè)下頁(yè)第1章返回IsUS+–電壓電流相互無(wú)關(guān)例1:求下列各電路的等效電源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+例2:試用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算2電阻中的電流。解:–8V+–22V+2I(d)2由圖(d)可得6V3+–+–12V2A6112I(a)2A3122V+–I2A61(b)4A2222V+–I(c)例3：解：統(tǒng)一電源形式試用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算圖示電路中1電阻中的電流。2+-+-6V4VI2A

3

4

612A362AI4211AI4211A24A解：I4211A24A1I421A28V+-I411A42AI213AI=2+12×3＝2A例3:電路如圖。U1＝10V，IS＝2A，R1＝1Ω，R2＝2Ω，R3＝5Ω，R＝1Ω。(1)求電阻R中的電流I；(2)計(jì)算理想電壓源U1中的電流IU1和理想電流源IS兩端的電壓UIS；(3)分析功率平衡。aIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)解：(1)由電源的性質(zhì)及電源的等效變換可得：I1=10AI=I1＋I(xiàn)22=6A(2)由圖(b)可得：理想電壓源中的電流理想電流源兩端的電壓-IR1＋I(xiàn)S＝IIR1=2-6=-4AaIR1RIS+_U1b(b)IR1IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)各個(gè)電阻所消耗的功率分別是：兩者平衡：(60+20)W=(36+16+8+20)W80W=80W(3)由計(jì)算可知，本例中理想電壓源與理想電流源都是電源，發(fā)出的功率分別是：電流控制電流源(VCCS)電壓控制電流源(VCCS)電壓控制電壓源(VCVS)電流控制電流源(CCCS)1.4受控電源第1章上頁(yè)下頁(yè)返回獨(dú)立電源：指電壓源的電壓或電流源的電流不受外電路的控制而獨(dú)立存在的電源。受控電源：指電壓源的電壓或電流源的電流受電路中其它部分的電流或電壓控制的電源。2003.3.324受控源的特點(diǎn)：當(dāng)控制電壓或電流消失或等于零時(shí)，受控源的電壓或電流也將為零。對(duì)含有受控源的線性電路，可用前面所講的電路分析方法進(jìn)行分析和計(jì)算，但要考慮控制與受控特性。應(yīng)用：用于晶體管電路的分析。受控源不能獨(dú)立向電路提供電能量。2003.3.3251.電流控制電流源OIB

減小IB增加UCEICIB

=20μAIB

=60μAIB

=40μA上頁(yè)下頁(yè)翻頁(yè)返回IEIBRBUBICUCCRC＋--＋UBEUCEIBIC2003.3.326.2電壓控制電流源UGRGUGIDUDRD＋-＋UGSUDSS0UDS/v10201234ID/mAUGS=0VUGS=-1VUGS=-2VUGS=1V2003.3.327四種理想受控電源的模型U1+_U1U2I2I1=0(a)VCVS+-+-電壓控制電壓源(d)CCVS

I1+_U1=0U2I2I1+-+-電流控制電壓源(b)VCCSgU1U1U2I2I1=0+-+-電壓控制電流源(c)CCCSI1U1=0U2I2I1+-+-電流控制電流源2003.3.328例1：試求電流I1。解1：解得：I1=1AI1+2I1=I2=32I110VI1+–3A21aI210VI1+–230.6I1+-試求電流I1。I1×（2＋3）＝10－0.6I110VI1+–23aI20.2I1例2：I1=10/5.6=1.785A思考：如果受控源電流方向相反，如何計(jì)算。解2：2003.3.329作業(yè)1.3.1，1.3.3