电压源与电流源及其等效变换

第四讲电压源与电流源及其等效变换任务描述：了解电压源与电流源的基本知识。掌握电压源与电流源的等效变换。任务分析：电源有多种，如干电池、发电机等，在电路理论中任何一个实际电源都可以用电压源或电流源两种模型表示。本任务将主要介绍电压源与电流源基本知识及两者的等效变换。1.1电压源一.电压源与电流源电压源是一个理想电路元件，电压源的符号如图（a）所示。伏安特性IUab电压源的端电压与电流的关系称为电压源的伏安特性。理想直流电压源的伏安特性是一条平行于横坐标的直线，如图（b）所示。（b）。。+US。（a）1.2电流源电流源是一个理想电路元件，电流源的符号如图（a）所示。+Is电流源的端电压与电流的关系称为电流源的伏安特性。理想直流电压源的伏安特性是一条平行于纵坐标的直线，如图（b）所示。IUabIS伏安特性（b）（a）特性曲线与符号uUsOI　iIsOu电压源(恒压源)电流源(恒流源)　Us+－　us+－　is1.3伏安关系电压源：u=uS端电压为us，与流过电压源的电流无关，由电源本身确定。电流任意，由外电路确定。电流源：i=iS流过电流为is，与电流源两端电压无关，由电源本身确定。电压任意，由外电路确定。恒压源中的电流由外电路决定设:E=10VIE+_abUab2R1当R1R2同时接入时：I=10A例当R1接入时：I=5A则：恒流源两端电压由外电路决定IUIsR设:IS=1AR=10时，U=10VR=1时，U=1V则:例电压源电流源不变量变化量IabUabIsI=Is（常数）Uab的大小、方向均为恒定，外电路负载对Uab无影响。I的大小、方向均为恒定，外电路负载对I无影响。输出电流I可变-----I的大小、方向均由外电路决定端电压Uab可变-----Uab的大小、方向均由外电路决定US+_abUabUab=US（常数）+Us－I(a)电压源串联内阻的模型Ro+U－+U－I(b)电流源并联内阻的模型IsRo二实际电源的两种模型可见一个实际电源可用两种电路模型表示：一种为电压源Us和内阻Ro串联，另一种为电流源Is和内阻Ro并联。或oIRUUsoRUIIs2.实际电源的伏安特性1.实际电源的两种模型IIsUUs0实际电源的伏安特性+Us－IRo+U－+U’－I’IsRo两种模型的等效变换3.实际电源两种模型的等效变换同一个实际电源的两种模型对外电路等效，等效条件为：','UUII2.两种电源模型的内阻相等：1.对外的电流、电压分别相等。00'RR等效变换公式的推导0IRUS0)'(RIIS0RIUSS0/RUUS0/'RUIS0/RUISS','IIUUaUS+-bIURO电压源0/RUISS电流源U'RO'IsabI'0RIUSS等效变换的注意事项“等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏--安特性一致），对内不等效。(1)对内不等效对外等效RO中不消耗能量RO'中则消耗能量0IIEUUababaE+-bIUabRORLIsaRO'bUab'I'RL例如：当RL=∞时（2）注意转换前后US与Is的方向aUS+-bIROIsaRO'bI'US+-bIROaaIsRO'bI'(3)恒压源和恒流源不能等效互换abI'Uab'IsaE+-bI0EREIoS（不存在）（4）进行电路计算时，恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换。例1.求图(a)所示电路的电流源模型和图(c)所示电路的电压源模型.(C)10V(A)2A10Ω5ΩUS=ISR0=10×2V=20V，由IS的方向知US的极性，即得其等效电压源如图(d).解:由图(a),US=10V,R0=5Ω,由（1.4.7),,图(a)等效电流源为:IS=US/R0=10/5A=2A，由US的极性知IS的方向向下，即得其等效电流源如图(b).由图(c),IS=2A，R0=10Ω,由（1.4.7),,图(c)等效电压源为:例2.如图所示，求电路的电流I。(a)3A4Ω1Ω4Ω2Ω2AI(b)++--2V6V2Ω2Ω1ΩI3A4Ω4Ω1Ω2A→US=ISR0=3×2V=6V244440RU’S=ISR0=2×1V=2VAI8.021226