2.1 电压源与电流源及其等效变换.ppt

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1、电压源与电流源电压源与电流源 及其等效变换及其等效变换 制作：浙江广厦建设职业技术学院 信息与控制工程学院电路元件主要分为两类：电路元件主要分为两类：a)a)无源元件无源元件电阻、电容、电感。电阻、电容、电感。b)b)有源元件有源元件独立源、受控源独立源、受控源 。独立电源是指不受外电路的控制而独立存在的电源;受控电源是指它们的电压或电流受电路中其他部分的电压或电流控制的电源。任何一个实际电源（不论是独立电源还是受控源）在进行电路分析时，都任何一个实际电源（不论是独立电源还是受控源）在进行电路分析时，都可以用一个电压源或与之等效的电流源来表示。可以用一个电压源或与之等效的电流源来表示。1.1.

2、理想电压源理想电压源 （恒压源）（恒压源）R ROO=0=0 时的电压源时的电压源IE+_abUab伏安特性伏安特性IUabE一、电压源一、电压源特点：特点：（3 3）电源中的电流由）电源中的电流由外电路决定外电路决定。（2 2）电源内阻为）电源内阻为 “R ROO=0=0”。（1 1）理想电压源的端电压恒定。）理想电压源的端电压恒定。（4 4）理想电压源不能短路，不能并联使用。）理想电压源不能短路，不能并联使用。电压源模型电压源模型2.2.实际电压源实际电压源UIRO+-E伏安特性伏安特性R Ro o越大越大斜率越大斜率越大IUEIRO恒压源中的电流由外电路决定恒压源中的电流由外电路决定设设

3、:E=10VIE+_abUab2 R1当当R R1 1 R R2 2 同时接入时：同时接入时：I=10AR22 例例1 当当R R1 1接入时接入时 ：I=5A则：则：恒压源特性中不变的是：恒压源特性中不变的是：_E恒压源特性中变化的是：恒压源特性中变化的是：_I_ _ 会引起会引起 I I 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变I I 的变化可能是的变化可能是 _ _ 的变化，的变化，或者是或者是_ _ 的变化。的变化。大小大小方向方向恒压源特性小结恒压源特性小结R+_IEUabab1.1.理想电流源理想电流源 （恒流源（恒流源)R ROO=时的电流源时的电流源baIUabIsIUabIS

4、伏伏安安特特性性二、电流源二、电流源（1 1）输出电流恒定）输出电流恒定（3 3）输出电压由外电路决定）输出电压由外电路决定（2 2）理想电流源内阻为无穷大）理想电流源内阻为无穷大（R ROO=）（4 4）理想电流源）理想电流源不能开路，不能串联使用不能开路，不能串联使用特点：特点：2.2.实际电流源实际电流源ISROabUabIIsUabI外外特特性性 电电流流源源模模型型ROR ROO越大越大特性越陡特性越陡恒流源两端电压由外电路决定恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设设:IS=1 A R=10 时时，U=10 V R=1 时时，U=1 V则则:例例2恒流源特性小结恒流源特性小结恒流源特

5、性中不变的是：恒流源特性中不变的是：_Is恒流源特性中变化的是：恒流源特性中变化的是：_Uab_ 会引起会引起 Uab 的变化。的变化。外电路的改变外电路的改变Uab的变化可能是的变化可能是 _ _ 的变化，的变化，或者是或者是 _的变化。的变化。大小大小方向方向 理想恒流源两端理想恒流源两端可否被短路？可否被短路？abIUabIsR恒压源与恒流源特性比较恒压源与恒流源特性比较恒压源恒压源恒流源恒流源不不 变变 量量变变 化化 量量E E+_ _a ab bI IU UababU Uabab=E =E（常数）常数）U Uabab的的大小、方向均为恒定，大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载

6、对 U Uabab 无无影响。影响。I Ia ab bU UababI Is sI=II=Is s （常数）常数）I I 的大小、方向均为恒定，的大小、方向均为恒定，外电路负载对外电路负载对 I I 无影响。无影响。输出输出电流电流 I I 可变可变-I I 的大小、方向均的大小、方向均由外电路决定由外电路决定端电压端电压U Uabab 可变可变 -U Uabab 的的大小、方向大小、方向均由外电路决定均由外电路决定电压源与电流源对电压源与电流源对外电路外电路外电路外电路等效的条件为：等效的条件为：或或且两种电源模型的内阻相等。且两种电源模型的内阻相等。三、电压源与电流源的等效变换三、电压源与

7、电流源的等效变换(1)(1)“等效等效”是指是指“对外对外”等效（等效互换前后对外等效（等效互换前后对外伏伏-安特性一致），对内不等效。安特性一致），对内不等效。等效变换的注意事项：等效变换的注意事项：ISabI RORO+I-EbaUab（R ROO不消耗能量）不消耗能量）（R ROO消耗能量）消耗能量）对内不等效对内不等效(2)(2)恒压源和恒流源不能等效互换。恒压源和恒流源不能等效互换。ISabI I+-EbaUab(3)(3)电源等效互换时，恒压源电源等效互换时，恒压源 E E 与电源内阻与电源内阻 R R0 0的串联的串联，恒流源，恒流源 I IS S 与电源内阻与电源内阻 R R0

8、 0 的并联，且转换前后的并联，且转换前后 E E 与与 Is Is 的方向保持不变。的方向保持不变。ISabI ROIRO+-EbaUab(4)(4)只要一个电动势为只要一个电动势为E E的理想电压源和某个电阻的理想电压源和某个电阻R R串串联的电路，都可以化为一个电流为联的电路，都可以化为一个电流为I IS S 的理想电流的理想电流源和这个电阻并联的电路。源和这个电阻并联的电路。将图8中的电压源转化为等效电流源，并画出等效电路。内阻相等。所以图9所示即为等效电路。例例3解:将图（a）中的电流源转化为等效电压源，并画出其等效电路。解：内阻相等。所以等效电路如图（b）例例4用电源等效变换的方法

9、求图（a）电路中的电流I1和I2。解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得：例例5EibicCB四、受控源四、受控源rbeibic=ib受控源：电压或电流受电路中其他部分的电压或电流控制。三极管独立源和非独立源的异同独立源和非独立源的异同相同点：相同点：两者性质都属电源，均可向电路两者性质都属电源，均可向电路 提供电压或电流。提供电压或电流。不同点：不同点：独立电源的电动势或电流是由独立电源的电动势或电流是由非电非电能量能量提供的，其大小、方向和电路提供的，其大小、方向和电路中的电压、电流无关；中的电压、电流无关；受控源的电动势或输出电流，受电受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流

10、的控制。它路中某个电压或电流的控制。它不不 能独立存在能独立存在，其大小、方向由控制其大小、方向由控制 量决定。量决定。受控源分类受控源分类U1压控电压源压控电压源+-+-E压控电流源压控电流源U1I2流控电流源流控电流源I2I1I1+-流控电压源流控电压源+-EVCVSVCCSCCVSCCCSU1压控电压源压控电压源+-+-E压控电流源压控电流源U1I2流控电流源流控电流源I2I1I1+-流控电压源流控电压源+-EVCVSVCCSCCVSU1压控电压源压控电压源+-+-E压控电流源压控电流源U1I2流控电流源流控电流源I2I1I1+-流控电压源流控电压源+-EVCVS计算、分析受控源电路的一

11、般原则：计算、分析受控源电路的一般原则：电路的基本定理和各种分析计算方电路的基本定理和各种分析计算方法仍可使用，只是在列方程时必须增加法仍可使用，只是在列方程时必须增加一个受控源关系式。一个受控源关系式。求求：I1、I2ED=0.4 UAB电路参数如图所示电路参数如图所示则：则：+-_Es20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2ED 设设 V VB B =0=0，即选择节点电压方向从即选择节点电压方向从A A到到B B根据节点电位法根据节点电位法解：解：例例6解得：解得：小结：小结：1、实际电压源是一个理想电压源和内阻的串联；实际电流源是一个理想电流源和内阻的并联。2、电压源与电流源的等效条件：IS=E/RO，RO=RO3、理想电压源和理想电流源相串联时等效为电流源；相并联时等效为电压源。4、受控电压源的电压或授控电流源是受电路中其他部分的某个电压或电流控制的。5、控制量为零时，受控源的电压或电流也等于零。此时受控电压源相当于短路，受控电流源相当于开路。6、受控源的类型 （1）电压控制电压源（VCVS）（2）电流控制电流源（CCVS）（3）电压控制电流源（VCCS）（4）电流控制电流源（CCCS）作作 业：业：第189页 9-5 9-7