电工技术与应用 电压源、电流源及等效变换 电压源、电流源及等效变换.ppt

湖南铁道职业技术学院 湖南铁道职业技术学院 2013.7. 电压源、电流源及等效变换 案例 蓄电池 汽车照明灯电气原理图 电压源和电流源总称为独立电源，简称独立源。 请点击蓄电池 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 1 电压源 1)．理想电压源 理想电压源简称为电压源，是一个二端元件，它有两个基本特点： （1）无论它的外电路如何变化，它两端的输出电压为恒定值US，或为一定时间的函数us（t）。 （2）通过电压源的电流还取决于与之相连接的外部电路。 电压源的图形符号 电压源的伏安特性 ＋ － us Us 0 U I Us 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 2)实际电压源 实际的直流电压源可用数值等于US的理想电压源和一个内阻Ri相串联的模型来表示 其特性为 + - Ri′ Us 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 0 U I 其特性为 2)．实际电压源 实际的直流电压源可用数值等于US的理想电压源和一个内阻Ri相串联的模型来表示 实际直流电压源的端电压为： U=US-UR=US-IRi 其特性为 U RiI 实际电压源 + - Ri′ Us 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 例 4 如图所示电路，直流电压源的电压US=10V。求：如 （1）R=∞时的电压U，电流I； （2）R=10Ω时的电压U，电流I； （3）R→0Ω时的电压U，电流I。 解：（1）R=∞时即外电路开路，US为理想电压源，故 U=US=10V 则 （2）R=10Ω时 ， U=US=10V 则 （3）R→0Ω时，U=US=10V 则 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 0 U I 2.电流源 1）理想电流源 理想电流源简称为电流源，是一个二端元件，它有两个基本特点： （1）无论它的外电路如何变化，它的输出电流为恒定值IS，或为一定时间 的函数iS（t）。 （2）电流源两端的电压还取决于与之相连接的外部电路。 电流源的表示符号及特性 is 其特性为 Is 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 2）实际电流源 实际的直流电流源可用数值等于IS的理想电流源和一个内阻Ri′相并联的模型来表示 实际电流源及伏安特性 Is I + - U Ri′ 其特性为 2.电流源 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 Is I + - U Ri′ 2）实际电流源 实际的直流电流源可用数值等于IS的理想电流源和一个内阻Ri′相并联的模型来表示 实际电流源及伏安特性 0 U I 其特性为 Is I Ri′ U 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 例5 如图所示电路，直流电流源的电流IS=1A。求： （1）R →∞时的电流I，电压U； （2）R=10Ω时的电流I，电压U； （3）R=0Ω时的电流I，电压U。 解：（1）R→∞时即外电路开路，IS为理想电流源，故 I=IS=1A 则 （2）R=10Ω时，I=IS=1A 则 （3）R=0Ω时，I=IS=1A 则 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 3. 电压源与电流源的等效变换 由图a： U = E－ IR0 由图b： U = ISR0 – IR0 I RL R0 + – E U + – 电压源 等效变换条件: E = ISR0 RL R0 U R0 U IS I + – 电流源 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 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 项目3 “爱心”彩灯电路的安装 知识学习与讲解 (a) (d) (c) (b) 等效电路 3V 3V 3V 3V 3V 2A 2A 2A 2A 2A 5Ω 5Ω 项目3 “爱心”彩灯电