电压源与电流源及其等效变换精选幻灯片.ppt

第 1 章 电路及其分析方法 1.1 电路的作用与组成部分 1.2 电路模型 1.3 电压和电流的参考方向 1.4 电源有载工作、开路与短路 1.5 基尔霍夫定律 1.6 电阻的串联与并联 1.7 支路电流法 1.8 叠加定律 1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.10 戴维宁定律 1.11 电路中电位的计算 1.12 电路的暂态分析 * . 1.9 电压源与电流源及其等效变换 1.9.1 电压源 1.9.2 电流源 1.9.3 电压源与电流源的等效变换 * 1.9.1 电压源 电压源是由电动势 E和内阻 R0 串联的电源的电路模型。 电压源模型 I RL R0 + - E U + – 由图示电路可得：U = E – IR0 若 R0 = 0 理想电压源：U ? E 若 R0 RL ，U ? E ，可近似认为是理想电压源。 U0=E 电压源的外特性 I U 理想电压源 O 电压源 * (2) 输出电压为一定值, 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R0 = 0 I E + _ U + _ 例1：设 E = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流。 RL 当 RL= 1 ? 时， U = 10 V，I = 10A 当 RL = 10 ? 时， U = 10 V，I = 1A 外特性曲线 I U E O 电压恒定，电流随负载变化 理想电压源（恒压源） * . 1.9.2 电流源 电流源是由电流 IS 和内阻 R0 并联的电源的电路模型。 I RL 电流源模型 R0 U R0 U IS + － 由上图电路可得: U0=ISR0 电流源的外特性 I U 理想电流源 O IS 电流源 若 R0 = ? 理想电流源 ：I ? IS 若 R0 RL ，I ? IS ，可近似认为是理想电流源。 * 理想电流源（恒流源） RL 外特性曲线 I U IS O I IS U + _ (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R0 = ? ； 例1：设 IS = 10 A，接上RL 后，恒流源对外输出电流。 当 RL= 1 ? 时， I = 10A ，U = 10 V 当 RL = 10 ? 时， I = 10A ，U = 100V 电流恒定，电压随负载变化。 * . 1.9.3 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 * 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 * 例1：求下列各电路的等效电源 解: + – a b U 2? 5V (a) + ? + – a b U 5V (c) + ? a + - 2V 5V U + - b 2? (c) + ? (b) a U 5A 2? 3? b + ? (a) a + – 5V 3? 2? U + ? a 5A b U 3? (b) + ? * . 例2：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: – 8V + – 2? 2V + 2? I (d) 2? 由图(d)可得 6V 3? + – + – 12V 2A 6? 1? 1? 2? I (a) 2A 3? 1? 2? 2V + – I 2A 6? 1? (b) 4A 2? 2? 2? 2V + – I (c) * . 解：统一电源形式 例3：试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示，电路中1 ?电阻中的电流。 2 ? + - + - 6V 4V I 2A 3 ? 4 ? 6 ? 1? 2A 3? 6? 2A I 4? 2? 1? 1A I 4? 2? 1? 1A 2? 4A * 解： I 4? 2? 1? 1A 2? 4A 1? I 4? 2? 1A 2? 8V + - I 4? 1? 1A 4? 2A I 2? 1? 3A * 例3：电路如图。U1＝10V，IS＝2A，R1＝1Ω