第四讲电压源与电流源及其等效变换

电工基础 教案 课课 题 题 第四讲 电压源与电流源及其等效变换 1 了解电压源与电流源的基本知识 2 掌握电压源与电流源的等效变换 教学目的教学目的 教学重点教学重点 电压源与电流源的等效条件 教学难点 教学难点 电压的与电流源的等效变换 教学方法 教学方法 讲授法 举例法 教学课时 教学课时 2 课时 教学过程教学过程 时间分配时间分配 I I 新课导入新课导入 任何一种实际电路必须有电源持续不断地向电路提供 能量 电源有很多种 如干电池 蓄电池 光电池 发电 机及电子线路中的信号源等 在电路理论中任何一个实际 电源都可以用电压源或电流源这两种模型来表示 4 IIII 新课讲授新课讲授 一 电压源 一 电压源 1 任何一个实际电源 都可以用恒定电动势 E 和内阻 r0 串联的电路来表示 我们称之为电压源 2 电压源是以输出电压的形式向负载供电的 输出电压的 大小可由下式求出 U E I r0 由于式中 E 和 r0均为常数 所以随着 I 的增加 内阻 r0上 的电压降增大 输出电压 U 就降低 因此要求电压源的内 阻越小越好 如果电源内阻 r0 0 电源始终输出恒定电压 即 U E 3 理想电压源 恒压源 内阻 r0 0的电压源叫理想电压 75 源 通常情况下 性能良好的干电池 蓄电池 直流发电机都 可以看做是理想电压源 二 电流源 二 电流源 1 电流源是一种不断向外电路输出电流的装置 如光电池在具有一定照度的光线照射下 光电池将被激 了产生定值的电流 电流的大小与照度成正比 2 实际电流源的电流总有一部分在电池内部流动的 而不 能全部流出 实际电流源 I Is U r0 式中 Is 电流源的定值电流 U r0 内阻上的电流 I 电流源的输出电流 当电流源定值电流 Is 及内阻 r0一定时 随着输出电压的增 大 内阻分流增大 使用权输出电流减小 3 理想电流源 当 r0 时 则输出电流 I 接近于定值电流 Is 即与输 出电压无关 这种电流源称为理想电流源 三 电压源与电流源的等效变换三 电压源与电流源的等效变换 1 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 实际上 对于同一个电源 既 可以用电压源来表示 也可以用电流源来表示 而且两者 之间可以等效互换 2 当实际电源由电压源表示时 外电路电流为 I E U r0 E r0 U r0 3 当实际电源由电流源表示时 外电路为 I Is I0 Is U r0 4 当电压源与电流源进行等效变换时 只需把电压 源的短路电流 E r0作为电流源的恒定电流 Is 内阻数值不 变 由串联必为并联 即可把电压源模型转化为电流源模 型 反之 将电流源的开路电压 Is r0作为恒定电压 E 内 阻值不变 由并联改为串联 即可把电流源模型转换为电 压源模型 5 在进行电源的等效变换时必须注意 1 电压源与电流源的等效变换只是对外电路而言 两种电源内部并不等效 2 由于理想电压源的内阻定义为零 理想电流源 的内阻定义为无穷大 因此两者之间不能进行等效变换 3 电源等效的方法可以推广运用 如果理想电压 源与外接电阻串联 可把外接电阻看做电源内阻 即可互 换为电流源形式 如果理想电流源与外接电阻并联 可把 外接电阻看做电源内阻 互换为电压源形式 4 电压源中的电动势 E 和电流源中的恒定电流 Is 在电路中应保持方向一致 即 Is 的方向从 E 的