第-9-講-電壓源與電流源及其等效變換課件

1、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)院電壓源與電流源制作：浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電路元件主要分為兩類：無(wú)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(lái)表示。電路元件主要分為兩類：無(wú)源元件電阻、電容、電感。 獨(dú)立電源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1.理想電壓源 （恒壓源

2、）IE+_abUab伏安特性IUab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。特點(diǎn)：（3）電源中的電流由外電路決定。（2）電源內(nèi)阻為 “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電壓源模型2. 實(shí)際電壓源UIRO+-E伏安特性Ro越大IU恒壓源中的電流由外電路決定設(shè): E=10VIE+_abUab2R1當(dāng)R1 R2 同時(shí)接入時(shí)： I=10AR22例1 當(dāng)R1接入時(shí) ： I=5A則：恒壓源中的電流由外電路決定設(shè): E=10VIE+_abU恒壓源特性中不變的是：_E

3、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+_IEUabab恒壓源特性中不變的是：_E恒壓源特性1.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.理想電流源 （恒流源)baIUabIsIUabIS伏二、（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(wú)窮大（ RO= ）。（4）理想電流源不能開(kāi)路，不能串聯(lián)使用。特點(diǎn)（1）輸出電流恒定。（3）輸出電壓由外電路決定。（2）理想電2. 實(shí)際電流源ISROabUabIIsUabI外特性 電流源模

4、型RORO越大特性越陡2. 實(shí)際電流源ISROabUabIIsUabI外特性 電恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè): IS=1 A R=10 時(shí)， U =10 V R=1 時(shí)， U =1 V則:例2恒流源兩端電壓由外電路決定IUIsR設(shè): IS=1 A 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恒流源特性小結(jié)恒流源特性中不變的是：_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

5、 （常數(shù)）Uab的大小、方向均為恒定，外電路負(fù)載對(duì) Uab 無(wú)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(wú)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恒壓源與恒流源特性比較恒壓源恒流源不 變 量變 化 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(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 RORO+I-E

6、baUab（RO不消耗能量）（RO消耗能量）對(duì)內(nèi)不等效(1) “等效”是指“對(duì)外”等效（等效互換前后對(duì)外伏-安(2)恒壓源和恒流源不能等效互換。ISabI I+-EbaUab(2)恒壓源和恒流源不能等效互換。ISabI I+-Eba(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 ROIRO+-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。(3)電源等效互換時(shí)，恒壓源 E 與電源內(nèi)阻 R0的串聯(lián)，恒將圖8中的

7、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：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5用電源模型等效變換的方法求圖（a）電路的電流I1和I2。解：EibicCB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EibicCB四、受控源rbei

8、bic= ib受控源：電壓獨(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(wú)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。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，均可向電路不受控源分類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受控源分類U1壓控電壓源+-+-E壓控電流源U1I2流控電流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

9、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：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)算方法仍可一般例6求：I1、 I2ED= 0.4 UAB電路參數(shù)如圖所示則：+-_Es20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2ED 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：例6求：I1、 I2ED= 0.4 UAB電路參數(shù)如圖所示則解得：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