1.5电源及电源等效变换法.pptVIP

1.5　电源等效变换法 * 电源等效变换法是一种利用电压源与电流源的相互等效， 分析计算电路中某支路电流或电压的方法。 1.5.1 电压源 一、理想电压源 1、电路模型 2、外特性 I UL RL + - UL=E IL=I + - E (接上负载讨论) （恒压源） + US - + E - 二、实际电压源 1、电路模型 E + - RS RS 是电源内阻 E为电源电动势 实际电压源用理想电压源 E 和 内阻 RS 串联的电路模型。 2、外特性 + - UL I UL= IL= 作为电压源，RS 越小越好， E- UL/RL IL （ULE） I RS E + - RS RL (接上负载讨论) 使之RL 有变化时， UL 变化较小。 1.5.2 电流源 一、理想电流源 1、电路模型 2、外特性 + - UL UL= IL= 二、实际电流源 1、电路模型 2、外特性 IL= UL= 作为电流源， （恒流源） IS IL IL·RL （ILIS） RS越大越好….. 实际电流源用理想电流源 IS 和内阻 RS 并联的电路模型。 IS- IRS ILRL IS IS RS IS RS IS + - UL IL IRS 一电压源，一电流源， 二、电压源变换成等效的电流源 + - US RS IS 已知：US、RS 求：IS、 解： IS=US/RS 即可求得等效的电流源。 =RS ； 1.5.3 电压源与电流源的等效互换 一、等效 若两电源对相同的负载能产生等值的电流和电压， 则，这两个电源对相同的负载等效。 RS ， RS ， RS ， 令 注意：IS的流向要和US内部电流流向相一致。 三、电流源变换成等效的电压源 已知： US=IS·RS 四、说明 1、等效是对外电路而言， 2、等效变换时， 求： + - US RS ， RS ， 解： 即可求得等效的电压源。 =RS 令 RS ， 两电源内部并不等效。 IS 的方向和 US 的极性要关联。 IS、RS US 、 3、和IS 串联的电阻对负载而言为无效电阻。 4、和US 并联的电阻对负载而言为无效电阻。 RS IS 注意： US的内部电流流向要和IS的流向相一致。 ② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。 ③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 ① 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。 ④ 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。 R0 + – E a b IS R0 a b R0 – + E a b IS R0 a b ⑤ 与恒压源并联的任何支路、元件或部分电路在计算外电路时可以去掉，对外电路无影响； ⑥ 与恒流源串联的任何支路、元件或部分电路在计算外电路时可以去掉，对外电路无影响； ⑦ 在电路化简过程中，待求支路必须保留。 五、验证 (a)图 10A 1Ω (b)图 2、将(a)(b)图同接9 Ω负载，验证两电源是否等效 UL=9V (a)图中 IL=1A (b)图中 IL=[1/(1+9) ] X10A=1A UL=1X9=9V 结论： { { 1、将图(a)所示电压源， 按等效变换法化为电流源 解： IS =E/RS =RS RS ， = 1Ω =10A 所以有(b)图所示电流源。 9Ω 9Ω - + 10V 1Ω 两电源等效变换后对相同的负载是等效的。 例: 求下列各电路的等效电源 解: + – a b U 2? 5V (a) + ? + – a b U 5V (c) + ? (b) a U 5A 2? 3? b + ? a + - 2V 5V U + - b 2? (c) + ? a 5A b U 3? (b) + ? (a) a + – 5V 3? 2? U + ? b 1.5.4 电源等效变换法 一、电源等效变换法的解题步骤 1、整理电路，将所求支路画到一边； 2、将所求支路以外的部分， 3、化简结果，包含所求支路在内是一个简单电路； 4、在简单电路中，求未知的电流或电压。 （通常画在右边） 用电压源、电流源相互等效的方法进行化简； 二、等效变换法举例 + - E1 R1 R2 + - E2 R3 已知： R1=3Ω，R2=3Ω，R3=6Ω 求： 解1： 电路不必整理， R3支路已在右边。 原 电 路 2A 1A R1 R2 R3 3A 1.5Ω R3 ∴ E1=6V，E2=3V 各支路电流I1，I2，I3。 先用等效解法求流过 R3 的电流