電路的分析方法-電壓源與電流源及其等效變換(電工基礎課件)

電流源基本特性：定義理想電流源是一個二端元件，其輸出電流與其電壓無關，或者是恒定不變，或者是按一定規(guī)律變化的時間函數(shù)。（2）電源兩端電壓為任意值，由外電路決定。（1）電源電流由電源本身決定，與外電路無關；圖形符號iS+_uu=0+-i空載特殊情況電流為零的電流源相當于開路外電路i有載+-u電流源的不同狀態(tài)IS伏安特性uiOiSiu+_(1)若iS=IS

，即直流電流源，則其伏安特性為平行于電壓軸的直線；

(2)若iS為隨時間變化的電流源，則is(t)的變化規(guī)律由其本身決定。理想電流源不允許開路理想電流源的短路與開路RiSiu+_(1)短路：R=0，i=iS

，u=0(2)開路：R

，u

（1）與理想電流源串聯(lián)的元件（或二端網(wǎng)絡）不會影響（2）將理想電流源開路或將電流不相等的理想電流源串聯(lián)，注意：理想電流源的短路與開路理想電流源的電流，只影響兩端電壓。沒有實際意義。（is與us非關聯(lián)）P產生=uisp吸收=–uis（is與us關聯(lián)）p吸收=uis

p產生=–uis電流源既可發(fā)出功率，也可吸收功率。理想電流源的功率iSiu+_iSiu+_直流電流源的伏安特性是一條稍微傾斜的直線實際電流源可用一個直流理想電流源和電阻r的并聯(lián)組合來模擬。IsuiOI=IS–U/r實際電流源US+_iu+_r這種電源模型稱為電流源模型或電流源注意：實際電壓源也不允許開路實際電流源的內阻越大，就越接近于理想電流源；一個直流理想電流源相當于一個內阻為無窮大的實際電流源。實際電流源理想電流源的特性01理想電流源的符號02電流源模型05電流源的特性0403伏安特性曲線小結

電壓源……理想電源理想電源是從各種實際電源抽象出來的一種基本模型

電池發(fā)電機信號發(fā)生器恒流源電流發(fā)生器直流穩(wěn)壓電源1.定義：理想電壓源是一個二端元件，它的電壓與其電流無關，或者是恒定不變的，理想電壓源基本特性：或者是按一定規(guī)律變化的時間函數(shù)。（2）通過電壓源的電流為任意值，由外電路決定。（1）端電壓由電源本身決定，與外電路無關；（a）電壓源的一般圖形符號（b）直流電壓的圖形符號（c）正弦電壓的波形（d）直流電壓的波形圖形符號及電壓波形+-+-i=0空載i+-+-外電路有載注意：電壓為零的電壓源相當于短路電壓源的不同狀態(tài)若uS=US

，即直流電源，則其伏安特性為平行于電流軸的直線伏安特性uS+_iu+_USuiO（2）若uS為隨時間t變化的電源，即us=us(t)，則其變化規(guī)律由其本身決定(1)開路：R

，i=0，u=uS(2)短路：R=0，i

理想電壓源不允許短路。理想電壓源的開路與短路（1）與理想電壓源并聯(lián)的元件（或二端網(wǎng)絡）不會影響理想電壓源電壓，只影響電流。（2）將理想電壓源短路或將電壓不相等的理想電壓源并聯(lián)，沒有實際意義。

注意理想電壓源的開路與短路即電壓源并非實際一定發(fā)出功率+-+-外電路i由外電路決定理想電壓源的功率（3）直流電壓源的伏安特性是一條稍微向下傾斜的直線。（2）實際電壓源可用一個直流理想電壓源US和電阻r的串聯(lián)組合來模擬。（1）實際電源內部存在著一定電阻。實際電壓源US+_iu+_rUsuiOu=US–ri

實際電壓源也不允許短路實際電壓源的內阻越小，就越接近于理想電壓源，當內阻為零時，則U=US一個直流理想電壓源相當于一個內阻為零的實際電壓源實際電壓源理想電壓源的特性01理想電壓源的符號02電壓源模型05理想電壓源的特性0403伏安特性曲線小結

實際電源的等效變換（二）理想電壓源的串聯(lián)與并聯(lián)串聯(lián)US=

US1－

U

S2幾個理想電壓源的串聯(lián)組合，并聯(lián)理想電壓源并聯(lián)其他電路元件，電壓值相同的電壓源才能并聯(lián)US2+_－+US15V+_+_5VI5V+_I+_USoo可以用一個理想電壓源來等效替代。都可以等效為它本身。理想電流源的串聯(lián)與并聯(lián)IS=

ISkIS=

IS1+

IS2－

IS3

IS1IS2IS3IS理想電流源的串聯(lián)與并聯(lián)

電流相同的理想電流源才能串聯(lián)；幾個理想電流源的并聯(lián)組合，可以用一個結論理想電流源串聯(lián)其他電路元件，都可以等效為它本身。理想電流源來等效替代；想想練練ISUS

ISUS

IS1

IS2US1US2？

US？

IS？

IS兩種實際電源的等效變換理想電壓源和理想電流源之間是不能等效變換的；實際電源模型之間才可以進行等效變換；等效的條件，我們知道是端口電壓、電流保持不變。強調兩種實際電源的等效變換u=uS

–Ri

ii1=iS–u1/Rsi=uS/Ri–u/Rii1Rs+u1_iSi+_uSRi+u_實際電壓源實際電流源兩種實際電源的等效變換Rs=Riu=u1i=i1等效過程中端口電壓、端口電流保持不變即iS=uS/Ri兩種實際電源的等效變換轉換由電流源變換為電壓源：iGi+u_iSi+_uSRi+u_

兩種實際電源的等效變換注意(2)等效是對外部電路等效，對內部電路是不等效的；(3)理想電壓源與理想電流源不能相互轉換。電壓源與電流源的方向對應關系(1)變換關系數(shù)值關系利用電源之間的等效簡化電路舉例I=0.5A+_15V_+8V7

7

I5A3

4

7

2AI=？求利用電源之間的等效簡化電路舉例即：U=8×2.5=20V6A+_U5

5

10V10V2A6A+_U5

5

8A+_U2.5

求U=?注意對以下問題的理解理想電源之間不能等效互換，實際電源模型之間可以等效變換；1實際電源模型等效變換時應注意等效過程中參數(shù)的計算、電源數(shù)值與其參考方向的關系；2電阻之間等效變換時一定要注意找對結點，這是等效的關鍵；3與理想電壓源并聯(lián)的支路對外可以開路等效；4與理想電流源串聯(lián)的支路對外可以短路等效。5等效條件：對外部等效，對內部不等效。

實際電源的等效變換（一）二端網(wǎng)絡的概念任何一個復雜的電路,向外引出兩個端鈕，且從二端網(wǎng)絡無源無源二端口ii有源有源二端口一個端子流入的電流等于從另一端子流出的電流，則稱這一電路為二端絡網(wǎng)(或一端口網(wǎng)絡)。二端網(wǎng)絡等效的概念兩個兩端電路，端口具有相同的電壓、電流關系,則稱它們是等效的電路。等效的概念A+-uiB+-u1i1等效等效的概念（1）電路等效變換的條件（2）電路等效變換的對象（3）電路等效變換的目的兩電路具有相同的VCR未變化的外電路中的電壓、電流和功率化簡電路，方便計算明確實際電壓源i+_考慮內