电路基础第1.7节ppt课件

1、1.7-11.7 1.7 电压源与电流源电压源与电流源 电路中常遇到两类电源：一类电源如电池、稳压电源等，当接上负载后，在一定范围内，其输出电流随负载的变化而变化，但电源两端的电压保持为规定值，这类电源常称为独立电压源，简称为电压源(voltage source )；另一类电源，如光电池等，当负载在一定范围内变化时，其两端的电压随之变化，但电源的输出电流保持为规定值，这类电源常称为独立电流源，简称为电流源(current source)。它们都是理想电源元件。1.7-21.7.1 电压源电压源是实际电源的一种理想元件，若电源产生的电压是大小和方向都不随时间变化的，则称为直流(direct cu

2、rrent, DC)电源；若电源产生的是大小和方向均变化的交流(alternate current, AC )，则称为交流电源。图1-28是电压源的符号和波形示意图。图1-28 电压源符号及示例1.7-3电压源的特性：（1电压源两端的电压仅由自身决定，与外电路无关；（2通过电压源的电流大小由外电路决定；（3若uS(t)=0，相当于电压源短路。 （a各种电池 （b稳压电源 图1-29 电源的几种样品1.7-4应用实例应用实例1-2 实际电源的模型实际电源的模型理想电源实际上并不存在。当实际电源接入负载(load)后，其两端子间的电压电流关系(或称外特性)通常与负载RL的变化有关，原因是实际电源有

3、内阻存在。如图1-30(c)所示，有 U=USRSI图1-30 实际电源的模型式中，US为电源开路open circuit）（RL=）时的端电压；RS为电源的内阻。因此，实际电源可以用电压源和电阻串联的模型表示，如图1-30(c)所示。1.7-5例例1-6 为了得到实际的内阻，可以在电源外接入负载为了得到实际的内阻，可以在电源外接入负载RL，电，电压表跨接在压表跨接在RL两端，如图两端，如图1-31所示。先测得两端电压所示。先测得两端电压U，再断，再断开开RL，测得开路电压，测得开路电压UOC，已知，已知R=10，U=12V，UOC=15V，试求内阻试求内阻RS。图1-31 例1-6图设电压表

4、内阻为无穷大）1.7-6SLLLOCSLSLURUIRRURRRROCSL(1)URRUS15(1) 102.512R 解：解： 当当RL开路时，应有开路时，应有UOC=US，而接入，而接入RL时时，有，有整理得代入数据，可得内阻1.7-7例例1-7 如图如图1-32所示直流电路，所示直流电路，RS为电源内阻，为电源内阻，US为电源为电源电压。图电压。图a是接入负载电阻是接入负载电阻RL，图，图b是负载短路是负载短路RL=0），图），图c是负载开路是负载开路RL=）。试求以上三种状）。试求以上三种状态下的电压态下的电压U和电流和电流I。图1-32 例1-7图1.7-8解：解： 对于图对于图a所

5、示电路，由所示电路，由KVL，得，得RSI+RLI=USSSLLUIRRUR I从而有L0R S0UIRU对于图b），因对于图c），因LR 故 I=0U=US1.7-9观察思考观察思考图1-33 电源内阻的测量1.7-101.7.2 电流源电流源也是实际电源的一种理想元件，其图形符号如图1-34(a)所示。电流源的特点是为外电路提供稳定的电流。图1-34 电流源的符号与特性电流源的特性是：（1电流源的输出电流仅由自身决定，与外电路无关。（2电流源两端的电压由外电路负载决定。（3若iS(t)=0，相当于电流源开路。1.7-11实际电流源的模型也可以通过测量得到。如图1-35a所示，实际电流源内有

6、较大内阻存在。其特性可以用图1-35c电路表示。 图1-35 实际电流源的模型观察图1-35c），依KCL，有SSSSUIIG UIR1.7-12例例1-8 图图1-36所示为含有电压源所示为含有电压源US和电流源和电流源IS的电路，已知的电路，已知I1=1A，R=8，试求电路中各元件消耗或产生的功率。，试求电路中各元件消耗或产生的功率。图1-36 例1-8图1.7-131S 15 1W5WPU I 2133WPI2S11AIII28VURI解：解： 对电压源对电压源US，因电流，因电流I1流入流入US，故其消耗的功率，故其消耗的功率（产生5W）由KCL，得且电压3电阻消耗的功率1.7-142

7、328 1W8WPRI 4S8 2W16WPUI 电流源产生的功率分析可知，该电路中电压源和两个电阻消耗的功率为16W，电流源产生的功率为16W，产生的等于消耗的，这称为电路的功率平衡。故电阻R消耗的功率1.7-15重点采撷重点采撷 电路的基本变量是电压、电流、功率电路的基本变量是电压、电流、功率和能量。和能量。 认识实际电路必须首先研究它的电路模认识实际电路必须首先研究它的电路模型。电路模型是实型。电路模型是实 际电路的理想化表际电路的理想化表示。示。 电流和电压的参考方向是任意假定的，电流和电压的参考方向是任意假定的，不设定参考方向则无法分析电路。不设定参考方向则无法分析电路。 KCL和和KVL是电路的两大定律，应用是电路的两大定律，应用广泛。广泛。 对线性电阻对线性电阻R，在关联参考方向下，其，在关联参考方向下，其VCR为为u=Ri欧姆定律）。欧