电压源与电流源的等效变换.ppt

1、电压源、电流源及其等效变换,2、电路中的理想电源是怎样的？,3、电源电动势与端电压的关系如何？,联系所学的知识,回答以下问题.,本次课主要内容： 一：电压源 二：电流源 三：电压源和电流源的等效变换,1、串、并联电路有哪些特点？,电源可分为电流源、电压源两类 电流源、电压源都是理想电源其中电压源的电压恒定电阻无穷大 电流源的电流恒定电阻为0恒定是指不随负载的变化而变化 电流源给定的电流，此线路通电流为定值，与你的负载阻值没有关系。电流源的内阻相对负载阻抗很大，负载阻抗波动不会改变电流大小。在电流源回路中串联电阻无意义，因为它不会改变负载的电流，也不会改变负载上的电压。在原理图上这类电阻应简化掉

2、。负载阻抗只有并联在电流源上才有意义，与内阻是分流关系。 由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界是不存在的，但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上，如果一个电流源在电压变化时，电流的波动不明显，我们通常就假定它是一个理想电流源。,电压源就是给定的电压，随着你的负载增大，电流增大，理想状态下电压不变，实际会在传送路径上消耗，你的负载增大，消耗增多。 电压源的内阻相对负载阻抗很小，负载阻抗波动不会改变电压高低。在电压源回路中串联电阻才有意义，并联在电压源的电阻因为它不能改变负载的电流，也不能改变负载上的电压，这个电阻在原理图上是多余的，应删去。负载阻抗只有串联在电压源回路中才有意义

3、，与内阻是分压关系。 电压源是一个理想元件,因为它能为外电路提供一定的能量,所以又叫有源元件. 理想电压源的端电压与它的电流无关.其电压总保持为某一常数或为某一给定的时间函数. 如直流理想电压源,其端电压就是一常数;交流理想电压源,就是一按正弦规律变化的交流电压源,其函数可表示为us=U(in)Sinat.,把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能.发电机.电池本身并不带电,它的两极分别有正负电荷,由正负电荷产生电压(电流是电荷在电压的作用下定向移动而形成的),电荷导体里本来就有,要产生电流只需要加上电压即可,当电池两极接上导体时为了产生电

4、流而把正负电荷释放出去,当电荷散尽时,也就荷尽流(压)消了.干电池等叫做电源。通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电子设备叫做信号源。晶体三极管能把前面送来的信号加以放大，又把放大了的信号传送到后面的电路中去。晶体三极管对后面的电路来说，也可以看做是信号源。整流电源、信号源有时也叫做电源。,电压源、电流源及其等效变换,一、 电压源,电压源模型,由上图电路可得: U = E Ir,若 r = 0,理想电压源 : U E,电压源的外特性,1. 实际电压源是由电动势 E和内阻 r串联的电源的电路模型。,若 r RL ，U E ， 可近似认为是理想电压源。,2.理想电

5、压源（恒压源）,(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r = 0,练习：设 E = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流？,当 RL= 1 时， U = 10 V，I = ？A 当 RL = 10 时， U = 10 V，I = ？A,电压恒定，电 流随负载变化,3、电压源的串联和并联,1) 电压源的串联,接法：,总电源电动势E：,如图可知：E = - E1 - E2 + E3,表明： 串联电源总电动势为各分电源电动势的代数和。可用一个电动势E等效（代替）。,一、电压源,即：,E的方向：与E3相同,E

6、1=2V;E2=5V;E3=10V, E=?,2）实际电压源的串联,考虑了电源内阻后，可以看出：,r总 = r1 + r2 + r3,思考:串联电源的电流大,还是单个电源的电流大?,应用:当分电源的电动势达不到要求时，用串联电源。,而,实际电压源串联可用一个电压源等效。其E等于各个电动势的代数和，内阻等于各个内阻之和,3）电压源的并联,（1）接法：,（2）并联后的总电动势：如各个电动势相同，则,E总 = E1 = E2 = E3,(3)并联电源的总内阻:,思考:电源并联之后使用,电流怎么变化?,(4)现实中避免使用电动势不同的电源并联.,当分电源的电流达不到要求时就用电源并联.,二、 电流源,

7、U0=ISr,电流源的外特性,实际 电流源是由电流 IS 和内阻r 并联的电源的电路模型。,由上图电路可得:,若 r = ,理想电流源 : I IS,若 rRL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。,1、实际电流源,2、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r = ；,设 IS = 10 A，接上RL 后，恒流源对外电压是多少？,当 RL= 1 时， I = 10A ，U = ? V 当 RL = 10 时， I = 10A ，U =?V,外特性曲线,I,U,IS,O,电流恒定，电压随负

8、载变化。,二、 电流源,3、电流源的并联,n个实际电流源的并联可用一个电流源代替。等效电流源的电流IS等于各个电流源的电流的代数和。,式中，凡参考方向与IS相同时取正，反之取负。,二、 电流源,3、电流源的并联,等效电流源的内阻r的倒数等于各并联电流源内阻的倒数之和.,A,例：214 如图求出其等效电流源,如图1所示， r1=3欧, r2=6欧，I1=15A,I2=10A, 求其等效电流源？,三、 电压源与电流源的等效变换 条件:电压源与电流源的外特性相同.(U、I),由图a： U = E Ir,由图b： U = ISr Ir,对外部电路而言，输出的U、I一样。,例1:,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, 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 r 中无功率损耗， 而电流源的内阻 r 中有功率损耗。,课堂讨论：,求下列各电路的等效电源,解:,复习与回顾,一、电压源的串联,1、理想电压源的串联总电动势等于各分电动势的代数和,即：,2、实际电压源的串联总电动势等于各分电动势的代数和，总内阻等于各内阻之和,3、理想电压源与