有源电路与基尔霍夫定律.ppt

11．3 有源电路与基尔霍夫定律 本节要点: 1.电压源与电流源电路的组成及工作原理; 2.基尔霍夫电流定律和电压定律及应用。 1．3．1．电源电路模型 引言 电源是电路中的重要元件之一，是电能的提供者。种类繁多的电源可用两种等效电路模型来表示即电压源电路和电流源电路模型。电压源和电流源称为有源元件。电压源电路和电流源电路模型称为有源电路。本节研究有源电路及相关定律即基尔霍夫定律。 一.电压源 电路 1.电压源概念及种类 为电路提供一定电压的电源称为电压源，它由电源电动势和内阻两部分组成 2)理想电压源电路具有以下特点： ①无能外接电路如何变化，理想电压源提供的端电压不变，恒等于电源的电动势（电源内阻R0设为零）； ②通过理想电压源的电流的大小随外接电路负载的变化而变化，当负载短路时，电流无穷大，这是一种故障状态，应避免。理想电压源实际并不存在，当电源的内阻R0很小时，可近似看成理想电压源，如常用的直流稳压电源。 (2)实际电压源 1)实际的电压源电路组成 实际的电压源具有一定的电动势和内阻，它可用理想电压源和内阻R0串联的模型来表示。如下图（b）所示。 2).实际的电压源电路的特点 ①随着电流的增加，实际电压源的端电压下降。例如，常用的电池就是一个实际电压源，当电池接上负载的时候，其端电压就会降低，原因是电池内部有电阻存在。 ②根据全电路的欧姆定律，实际电压源的端电压为 U=E-IR0 电流流过电源时，在内阻上消耗的功率为 P0=I2R0 二、电流源电路 1.电压源概念及种类 为电路提供一定电流的电源称为电流源,包含分恒流源和内阻。它分为理想电流源(内阻为无穷大),实际电流源(有内阻)。 2.理想电流源电路 2)理想电流源特点 3.实际电流源 (1) .定义 由恒流源Is和一定内阻R’0组成的电流源为实际电流源，可用并联的模型来表示, 如下图 (b)所示。 (2).特点 1).恒流源Is的分流 4.电压源与电流源的等效互换 (1).等效互换的概念 两个不同的电源模型如果对外电路的伏安特性完全相同,称为等效。如图所示： 实际电压源模型可以用电流源模型来表示,实际电流源模型可以用电压源模型来表示,它们都能够对负载提供相同的电压和电流。称为电压源与电流源的等效互换. (2).等效转换的原理和方法 1)原理：要求电源的端电压U和输出电流I相等，利用 E-IR0= ISR’0-I0R’0 则当满足 R0=R’0 ; E=ISR’0时, 用电流源已知内阻R’0恒流值IS得到等效电压源内阻R0和电动势E，则等效电路为 （2）.举例分析 例1.3 例试将以下电路等效互换。 解 （a）由电压源等效为电流源： 因电压源E=ISR’0, R0=R’0 则 Is= E/R’0 =5v/02Ω=10A； R‘=0.2Ω （b）由电流源等效为电压源： E= ISR’0= 2.5A*1Ω=2.5V R0=R’ =0.2 Ω （） 例1.4 求如下图所示等效电路的等效电路 解 (a). Is=E/R0=8/4=4A R0’=R0=2Ω 根据US原来的极性,可知电流源IS的箭头方向如下. (b)E=ISR0’=5*4=20V R0 =R0=4Ω 根据IS原来的极性,可知电压源IS的极性是上正下负： (3)在应用电源等效互换时,要注意： ①电源等效变换是对外电路等换,在电源内部不等效; ②只有实际电压源和实际电流源之间可以等效互换, 理想电压源和理想电流源之间不能等效互换; ③在变换过程中,电压源电动势的方向与电流源IS的方向要一致。 1.3.2 基尔霍夫定律 引言 一、请问： 请分析下多分枝有源电路能用欧