《电路分析基础》课件第1章 电路的基本概念.ppt

下一页前一页第1-*页回本章目录1.7实际电源的模型及其互换等效1.4节中我们介绍了两种理想电源模型及其外特性。一个实际电源的外特性究竟是什么样呢？它的模型能不能用理想电源模型来表示呢？本节将深入讨论这个问题。一、实际电源的模型一个实际电源的模型所呈现的外特性应与实际电源工作时所表现出的外特性相吻合。基于这种想法，对一个实际电源做实验测试。图1.7-1（a）是对实际电源测试外特性的电路。当每改变一次负载电阻R的数值时，从电流、电压表读取一对数据，这样可得数据表，如表1-2所示。U(a)RAV实际电源I(b)0IUUs图1.7-1实际电源外特性测试R∞R1R2R3R4…0I0I1I2I3I4…IsUUsU1U2U3U4…0由表1－2数据画得实际电源的测试外特性关系曲线如图1.7-1（b）所示。由此特性可以看出，实际电源的端电压在一定范围内随着输出电流的增大而逐渐下降（斜率为负的直线）。1.7实际电源的模型及其互换等效下一页前一页第1-*页回本章目录写出实验测试出的外特性的解析表示式（直线方程）为根据（1.7-1）式画出相应的电路模型如图1.7-2所示。（1.7-1）式中Us为实际电源两端子开路时的开路电压，把它看作为数值为Us的一个理想电压源；Rs称为实际电源的内阻。1.实际电源的电压源模型UsURsI图1.7-2实际电源的电压源模型这就得到了一个实际电源的一种模型形式，它用数值等于Us的理想电压源串联内阻Rs来表示。称这种模型形式为实际电源的电压源模型。2.实际电源的电流源模型对（1.7-1）式两端同除以Rs，并经移项整理，得令并代入左式，得（1.7-2）由（1.7-2）式画出相应的电路模型如图1.7-3所示。IRsUIs图1.7-3实际电源的电流源模型实际电源内部非电能并非100％转换为电能，有一部分转换为热能(内部消耗),用内阻Rs上消耗加以体现。1.7实际电源的模型及其互换等效下一页前一页第1-*页回本章目录3.从工程观点看实际电源模型从实际电源的电压源模型形式（参见图1.7-2）可以看出，实际电源供出电流I越大，内阻上压降就越大，实际电源两端的电压也就越低；若实际电源供出电流为零（外部开路），内电阻上压降为零，则此时端电压等于理想电压源的端电压。如果满足负载电阻远远大于内阻，即RRs，则由图1.7-2模型电路，根据电阻串联分压关系，得在这样的使用条件下，实际电源的模型可近似为数值等于Us的理想电压源模型。反之，如果满足RRs条件，由图1.7-3模型电路，应用分流关系，得在这样的应用条件下，实际电源的模型可近似为数值等于Is的理想电流源模型。二、实际电压源、电流源模型互换等效1.7实际电源的模型及其互换等效下一页前一页第1-*页回本章目录一个实际电源的外特性是客观存在的，可由实验测绘出来。用以表示实际电源的两种模型都反映实际电源的外特性，就是说它们反映同一个实际电源的外特性，只是表示形式不同而已。因而实际电源的这两种模型之间必须存在着内在联系。(1.7-1）式是图1.7-2电压源模型电路的VAR，（1.7-2）式是图1.7-3电流源模型电路的VAR，它们都与图1.7-1（b）所示的VAR等同。根据“两部分电路具有相同的VAR则相互等效”的条件可知：实际电源的这两种模型电路是相互等效的。图1.7-4（a）、（b）表述了它们之间的相互等效变换关系。图中，。IRsUIsUsURsIabba图1.7-4电压源、电流源模型互换等效应用电源互换等效分析电路问题时还应注意以下3点：(1)电源互换是电路等效变换的一种方法。这种等效是对电源输出电流I、端电压U的等效，或者说是对虚线框的外部等效。1.7实际电源的模型及其互换等效下一页前一页第1-*页回本章目录(2)有内阻的实际电源，它的电压源模型与电流源模型之间可以互换等效；理想的电压源与理想的电流源之间不便互换，原因是这两种理想电源定义本身是相互矛盾的，二者不会具有相同的VAR。(3)电源互换等效的方法可以推广运用，如果理想电压源与外接电阻串联，可把外接电阻看作内阻，即可互换为电流源形式。如果理想电流源与外接电阻并