电压源与电流源

1、电路元件主要分为两类：电路元件主要分为两类： a)a) 无源元件无源元件电阻、电容、电感。电阻、电容、电感。 b)b) 有源元件有源元件独立源、受控源独立源、受控源 。 独立电源是指不受外电路的控制而独立存在的电源独立电源是指不受外电路的控制而独立存在的电源; ; 受控电源是指它们的电压或电流受电路中其他部分受控电源是指它们的电压或电流受电路中其他部分 的电压或电流控制的电源。的电压或电流控制的电源。 任何一个实际电源（不论是独立电源还是受控源）在进行任何一个实际电源（不论是独立电源还是受控源）在进行 电路分析时，都可以用一个电压源或与之等效的电流源来电路分析时，都可以用一个电压源或与之等效的

2、电流源来 表示。表示。 1. 1.理想电压源理想电压源 （恒压源）（恒压源） R RO O= 0 = 0 时的电压源时的电压源 I E + _ a b Uab 伏安特性伏安特性 I Uab E 一、电压源一、电压源 特点：特点： （3 3）电源中的电流由）电源中的电流由外电路决定外电路决定。 （2 2）电源内阻为）电源内阻为 “R RO O= 0” = 0”。 （1 1）理想电压源的端电压恒定。）理想电压源的端电压恒定。 （4 4）理想电压源不能短路，不能并联使用。）理想电压源不能短路，不能并联使用。 电压源模型电压源模型 o IREU 2. 2. 实际电压源实际电压源 U I RO + -

3、E 伏安特性伏安特性 R Ro o越大越大 斜率越大斜率越大 I U E IRO 恒压源中的电流由外电路决定恒压源中的电流由外电路决定 设设: : E=10V I E + _ a b Uab2 R1 当当R R1 1 R R2 2 同时接入时：同时接入时：I=10A R2 2 例例1 当当R R1 1接入时接入时 ： I=5A则：则： R E I 恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_ E 恒压源特性中变化的是：恒压源特性中变化的是：_ I _ _ 会引起会引起 I I 的变化。的变化。 外电路的改变外电路的改变 I I 的变化可能是的变化可能是 _ _ 的变化，的变化， 或者是或者是

4、_ _ 的变化。的变化。 大小大小 方向方向 恒压源特性小结恒压源特性小结 R + _ I E Uab a b 1. 1.理想电流源理想电流源 （恒流源（恒流源) ) R RO O= = 时的电流源时的电流源 b a I Uab Is I Uab IS 伏伏 安安 特特 性性 二、电流源二、电流源 （1 1）输出电流恒定）输出电流恒定 （3 3）输出电压由外电路决定）输出电压由外电路决定 （2 2）理想电流源内阻为无穷大）理想电流源内阻为无穷大（ R RO O= = ） （4 4）理想电流源）理想电流源不能开路，不能串联使用不能开路，不能串联使用 特点：特点： 2. 2. 实际电流源实际电流源

5、 IS RO a b Uab I o ab S R U II Is Uab I 外特性外特性 电流源模型电流源模型 RO R RO O越大 越大 特性越陡特性越陡 恒流源两端电压由外电路决定恒流源两端电压由外电路决定 I UIsR 设设: : IS=1 A R=10 时时， U =10 V R=1 时时， U =1 V 则则: : 例例2 恒流源特性小结恒流源特性小结 恒流源特性中不变的是：恒流源特性中不变的是：_ Is 恒流源特性中变化的是：恒流源特性中变化的是：_ Uab _ 会引起会引起 Uab 的变化。的变化。 外电路的改变外电路的改变 Uab的变化可能是的变化可能是 _ _ 的变化，

6、的变化， 或者是或者是 _的变化。的变化。 大小大小 方向方向 RIU sab 理想恒流源两端理想恒流源两端 可否被短路？可否被短路？ a b I UabIsR 恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较 恒压源恒压源恒流源恒流源 不不 变变 量量变变 化化 量量 E E + + _ _ a a b b I I U Uab ab U Uab ab = E = E （常数）（常数） U Uab ab的大小、方向均为恒定， 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对外电路负载对 U Uab ab 无影响。 无影响。 I I a a b b U Uab ab I Is s I = II = Is s （

7、常数）（常数） I I 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定， 外电路负载对外电路负载对 I I 无影响。无影响。 输出电流输出电流 I I 可变可变 - I I 的大小、方向均的大小、方向均 由外电路决定由外电路决定 端电压端电压U Uab ab 可变 可变 - U Uab ab 的大小、方向 的大小、方向 均由外电路决定均由外电路决定 + Us I Ro + U + U I IsRo 电压源与电流源对电压源与电流源对等效的条件为：等效的条件为： o R U I s s o RIU ss 或或 且两种电源模型的内阻相等。且两种电源模型的内阻相等。 三、电压源与电流源的等效变换三、电压源

8、与电流源的等效变换 (1) (1) “等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换前后对外等效（等效互换前后对外 伏伏- -安特性一致），对内不等效。安特性一致），对内不等效。 等效变换的注意事项：等效变换的注意事项： IS a b I RO RO + + I - - E b a Uab （R RO O不消耗能量） 不消耗能量）（R RO O 消耗能量）消耗能量）对内不等效对内不等效 (2)(2)恒压源和恒流源不能等效互换。恒压源和恒流源不能等效互换。 IS a b I I + + - - E b a Uab (3)(3)电源等效互换时，恒压源电源等效互换时，恒压源 E E 与电源内阻与电源内

9、阻 R R0 0的串的串 联，恒流源联，恒流源 I IS S 与电源内阻与电源内阻 R R0 0 的并联，且转换前 的并联，且转换前 后后 E E 与与 Is Is 的方向保持不变。的方向保持不变。 IS a b I RO I RO + + - - E b a Uab (4)(4)只要一个电动势为只要一个电动势为E E的理想电压源和某个电阻的理想电压源和某个电阻R R串串 联的电路，都可以化为一个电流为联的电路，都可以化为一个电流为I IS S 的理想电流的理想电流 源和这个电阻并联的电路。源和这个电阻并联的电路。 将图将图8 8中的电压源转化为等效电流源，并画出等效电路。中的电压源转化为等效

10、电流源，并画出等效电路。 A V R V I S S S 13. 2 47 100 内阻相等。内阻相等。 所以图所以图9 9所示即为等效电路。所示即为等效电路。 例例3 解解: : 将图（a）中的电流源转化为等效电压源，并画出其等效电路。 解： V100 . 1A10RIV SSS 内阻相等。 所以等效电路如图（b） 例4 用电源等效变换的方法求图（a）电路中的电流I1和I2。 2A I1 I2 + 5V 10 5 2A I2 10 5 1A 3A I2 10 5 (a)(b)(c) A13 510 5 2 I A1212 21 II 解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得： 例5 E ib

11、 ic C B 四、受控源四、受控源 rbe ibic= ib 受控源：电压或电流受电路中其他部分的电压或电流控制。 三极管 独立源和非独立源的异同独立源和非独立源的异同 相同点：相同点：两者性质都属电源，均可向电路两者性质都属电源，均可向电路 提供电压或电流。提供电压或电流。 不同点：不同点：独立电源的电动势或电流是由独立电源的电动势或电流是由非电非电 能量能量提供的，其大小、方向和电路提供的，其大小、方向和电路 中的电压、电流无关；中的电压、电流无关； 受控源的电动势或输出电流，受电受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流的控制。它路中某个电压或电流的控制。它不不 能独立存在能独

12、立存在，其大小、方向由控制其大小、方向由控制 量决定。量决定。 受控源分类受控源分类 U1 1 UE 压控电压源压控电压源 + - 1 UE + - E 压控电流源压控电流源 U1 12 UgI I2 12 UgI 流控电流源流控电流源 12 II I2 I1 12 II I1 + - 1 IrE 流控电压源流控电压源 1 IrE + - E VCVS VCCSCCVSCCCS U1 1 UE 压控电压源压控电压源 + - 1 UE + - E 压控电流源压控电流源 U1 12 UgI I2 12 UgI 流控电流源流控电流源 12 II I2 I1 12 II I1 + - 1 IrE 流控

13、电压源流控电压源 1 IrE + - E VCVS VCCSCCVS U1 1 UE 压控电压源压控电压源 + - 1 UE + - E 压控电流源压控电流源 U1 12 UgI I2 12 UgI 流控电流源流控电流源 12 II I2 I1 12 II I1 + - 1 IrE 流控电压源流控电压源 1 IrE + - E VCVS 计算、分析受控源电路的一般原则：计算、分析受控源电路的一般原则： 电路的基本定理和各种分析计算方电路的基本定理和各种分析计算方 法仍可使用，只是在列方程时必须增加法仍可使用，只是在列方程时必须增加 一个受控源关系式。一个受控源关系式。 求求：I1、 I2 ED

14、= 0.4 UAB 电路参数如图所示电路参数如图所示 AD D S S A VE R E I R E RR V 4.0 11 2121 则：则： + + - _ Es 20V R1 R3 R2 2A 2 2 1 Is A B I1I2 ED 设设 V VB B = 0= 0，即选择节点电压方向从，即选择节点电压方向从A A到到B B 根据节点电位法根据节点电位法解：解： 例例6 解得：解得： V15 A V A5 .425 .2 A5 .2 2 1520 12 1 S III I 小结：小结： 1 1、实际电压源是一个理想电压源和内阻的串联；实际电流源是一、实际电压源是一个理想电压源和内阻的串联；实际电流源是一 个理想电流源和内阻的并联。个理想电流源和内阻的并联。 2 2、电压源与电流源的等效条件：、电压源与电流源的等效条件：I IS S=E/R=E/RO O， ， R RO O=R =RO O 3 3、理想电压源和理想电流源相串联时