41电压源与电流源及其等效变换

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IRLR0+-EU+–由图示电路可得：U=E–IR0若R0=0理想电压源：UE若R0RL，UE，可近似认为是理想电压源。U0=E电压源的外特性IUOSREI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=0IE+_U+_例1：设E=10V，接上RL后，恒压源对外输出电流。RL当RL=1时，U=10V，I=10A当RL=10时，U=10V，I=1A外特性曲线IUEO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。IRL电流源模型R0UR0UIS+－0SRUII由上图电路可得:U0=ISR0电流源的外特性IU理想电流源OIS电流源若R0=理想电流源：IIS若R0RL，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IUISOIISU+_(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=10A，接上RL后，恒流源对外输出电流。当RL=1时，I=10A，U=10V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–IR0IRLR0+–EU+–电压源等效变换条件:E=ISR00SREIRLR0UR0UISI+–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+–EabISR0abR0–+EabISR0ab例1：求下列各电路的等效电源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(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。A1A22228I解:–8V+–22V+2I(d)2由图(d)可得6V3+–+–12V2A6112I(a)2A3122V+–I2A61(b)4A2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+-+-6V4VI2A34612A362AI4211AI4211A24AA2A3122I解：I4211A24A1I421A28V+-I411A42AI213A例3：电路如图。U1＝10V，IS＝2A，R1＝1Ω，R2＝2Ω，R3＝5Ω，R＝1Ω。(1)求电阻R中的电流I；(2)计算理想电压源U1中的电流IU1和理想电流源IS两端的电压UIS；(3)分析功率平衡。解：(1)由电源的性质及电源的等效变换可得：A10A110111RUIA6A22102S1IIIaIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)(2)由图(a)可得：A4A4A2S1R－－－IIIA2A51031R3RUI理想电压源中的电流A6A)4(A2R1R3U1－－－III理想电流源两端的电压V10V22V61S2S2ISIRRIIRUUaIRISbI1R1(c)aIR1RIS+_U1b(b)各个电阻所消耗的功率分别是：W36=6×1==22RIPRW16=4×1==22111）（－RRIRPW8=2×2==22S22IRPRW20=2×5==22333RRIRP两者平衡：(60+20)W=(36+16+8+20)W80W=80W(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源都是电源，发出的功率分别是：W60=6×10==111UUIUPW20=2×10==SSSIUPIIClassOverRestroomsTelephonesRefreshments