电压源与电流源及其应用..PPT课件.ppt

3 3电压源 电流源及其应用 1 一 电压源 电压源模型 由上图电路可得 U E IR0 若R0 0 理想电压源 U E U0 E 电压源的外特性 电压源是由电动势E和内阻R0串联的电源的电路模型 若R0 RL U E 可近似认为是理想电压源 理想电压源 O 电压源 2 1 特点 1 电压u t 的函数是固定的 不会因它所联接的外电路的不同而改变 2 电流则随与它联接的外电路的不同而不同 2 图形符号 只用来表示直流 既可以表示直流也可以表示交流 3 i 0 3 电压源的不同状态 空载 有载 4 特殊情况 电压为零的电压源相当于短路 4 理想电压源 恒压源 例1 2 输出电压是一定值 恒等于电动势 对直流电压 有U E 3 恒压源中的电流由外电路决定 特点 1 内阻R0 0 设E 10V 接上RL后 恒压源对外输出电流 当RL 1 时 U 10V I 10A当RL 10 时 U 10V I 1A 电压恒定 电流随负载变化 5 二 电流源 U0 ISR0 电流源的外特性 理想电流源 O IS 电流源是由电流IS和内阻R0并联的电源的电路模型 由上图电路可得 若R0 理想电流源 I IS 若R0 RL I IS 可近似认为是理想电流源 电流源 6 1 特点 1 电流i t 的函数是固定的 不会因它所联接的外电路的不同而改变 2 电压则随与它所联接的外电路的不同而不同 2 图形符号 7 短路 有载 4 特殊情况 电流为零的电流源相当于开路 3 电流源的不同状态 8 理想电流源 恒流源 例1 2 输出电流是一定值 恒等于电流IS 3 恒流源两端的电压U由外电路决定 特点 1 内阻R0 设IS 10A 接上RL后 恒流源对外输出电流 当RL 1 时 I 10A U 10V当RL 10 时 I 10A U 100V 外特性曲线 I U IS O 电流恒定 电压随负载变化 9 恒流源特性小结 恒流源特性中不变的是 Is 恒流源特性中变化的是 Uab 会引起Uab的变化 外电路的改变 Uab的变化可能是 的变化 或者是 的变化 大小 方向 理想恒流源两端可否被短路 10 恒流源举例 当Ib确定后 Ic就基本确定了 在IC基本恒定的范围内 Ic可视为恒流源 电路元件的抽象 c e b Ib E 晶体三极管 Uce Ic 11 I E R a b Uab Is 原则 Is不能变 E不能变 电压源中的电流I IS 恒流源两端的电压 12 13 三 电压源与电流源的等效变换 由图a U E IR0 由图b U ISR0 IR0 14 等效变换时 两电源的参考方向要一一对应 理想电压源与理想电流源之间无等效关系 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言 对电源内部则是不等效的 注意事项 例 当RL 时 电压源的内阻R0中不损耗功率 而电流源的内阻R0中则损耗功率 任何一个电动势E和某个电阻R串联的电路 都可化为一个电流为IS和这个电阻并联的电路 15 is is2 is1 例 等效是对外等效 对内不等效 16 例1 求下列各电路的等效电源 解 17 例2 求I I 0 5A 利用实际电源两种模型转换可以简化电路计算 注意 化简时不能改变待求支路 18 例3 试用电压源与电流源等效变换的方法计算2 电阻中的电流 解 由图 d 可得 19 例4 解 统一电源形式 试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1 电阻中的电流 20 22 例4 电路如图 U1 10V IS 2A R1 1 R2 2 R3 5 R 1 1 求电阻R中的电流I 2 计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的电压UIS 3 分析功率平衡 解 1 由电源的性质及电源的等效变换可得 23 2 由图 a 可得 理想电压源中的电流 理想电流源两端的电压 24 各个电阻所消耗的功率分别是 两者平衡 60 20 W 36 16 8 20 W 80W 80W 3 由计算可知 本例中理想电压源与理想电流源都是电源 发出的功率分别是 25 R1 R3 Is R2 R5 R4 I3 I1 I Is R1 E1 R3 R2 R5 R4 I E3 I 例5 26 Is R5 I1 27 IS R5 28 答案 U 20V 例 如图 求U 29 例 如图 求I I 24 36 4 6 10 0 6A 30 思考 如图 求ab间的最简等效电路 31 1 6受控源电路的分析 独立电源 指电压源的电压或电流源的电流不受外电路的控制而独立存在的电源 受控源的特点 当控制电压或电流消失或等于零时 受控源的电压或电流也将为零 受控电源 指电压源的电压或电流源的电流受电路中其它部分的电流或电压控制的电源 对含有受控源的线性电路 可用前几节所讲的电路分析方法进行分析和计算 但要考虑受控的特性 应用 用于晶体管电路的分析 32 四种理想受控电源的模型 电压控制电压源 电流控制电压源 电压控制电流源 电流控制电流源 33 四 电路中电位的概念及计算 电位 电路中某点至参考点的电压 记为 VX 通常设参考点的电位为零 1 电位的概念 电位的计算步骤 1 任选电路中某一点为参考点 设其电位为零 2 标出各电流参考方向并计算 3 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位 某点电位为正 说明该点电位比参考点高 某点电位为负 说明该点电位比参考点低 34 2 举例 求图示电路中各点的电位 Va Vb Vc Vd 解 设a为参考点 即Va 0V Vb Uba 10 6 60VVc Uca 4 20 80VVd Uda 6 5 30V 设b为参考点 即Vb 0V Va Uab 10 6 60VVc Ucb E1 140VVd Udb E2 90V b a Uab 10 6 60VUcb E1 140VUdb E2 90V Uab 10 6 60VUcb E1 140VUdb E2 90V 35 结论 1 电位值是相对的 参考点选取的不同 电路中各点的电位也将随之改变 2 电路中两点间的电压值是固定的 不会因参考点的不同而变 即与零电位参考点的选取无关 借助电位的概念可以简化电路作图 36 例1 图示电路 计算开关S断开和闭合时A点的电位VA 解 1 当开关S断开时 2 当开关闭合时 电路如图 b 电流I2 0 电位VA 0V 电流I1 I2 0 电位VA 6V 电流在闭合路径中流通 37 例2 电路如下图所示 1 零电位参考点在哪里 画电路图表示出来 2 当电位器RP的滑动触点向下滑动时 A B两点的电位增高了还是降低了 解 1 电路如左图 零电位参考点为 12V电源的 端与 12V电源的 端的联接处 当电位器RP的滑动触点向下滑动时 回路中的电流I减小 所以A电位增高 B点电位降低 2 VA IR1 12VB IR2 12 38 计算图中A点的电位 解 24V电源的正极在接地点上 12 和36 两电阻串联 流过电流为 I 24 12 36 0