电压源与电流源及其等效变换课件

4.5

两种电源模型的等效变换一、电压源

电压源模型由上图电路可得:U=E–IR0

若R0=0理想电压源:U

EU=E

电压源的外特性IUIRLR0+-EU+–电压源是由电动势E和内阻R0串联的电源的电路模型。若R0<<RL，U

E，可近似认为是理想电压源。理想电压源O电压源理想电压源（恒压源）例1：(2)输出电压是一定值，恒等于电动势。对直流电压，有U

US

。(3)恒压源中的电流由外电路决定。特点:(1)内阻R0

=0IUS+_U+_设

US

=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IUUSO电压恒定，电流随负载变化实际的电源，其端电压随着通过它的电流而发生变化。例如，当电池接上负载后，其端电压就会下降，因为电池内部有电阻存在。内阻为零的理想电源实际上是不存在的。实际电源可以看作是理想电压源与一内电阻串联而成。RORO图2-23电子稳压电源电工电子实验室用微机用电压源的串联Ei表示电动势,它有正负哦!多个电压源串联使用时，等效电压源的电动势等于各个电压源电动势的代数和，即，二、电流源IRLU=ISRS

电流源的外特性IU理想电流源OIS电流源是由电流IS和内阻RS并联的电源的电路模型。由上图电路可得:若RS=理想电流源:I

IS

若RS>>RL，I

IS

，可近似认为是理想电流源。电流源电流源模型RSURSUIS+－理想电流源（恒流源)例1：(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

=；设

IS=10A，接上RL

后，恒流源对外输出电流。RL当RL=1时，I=10A，U=10V当RL=10时，I=10A，U=100V外特性曲线

IUISOIISU+_电流恒定，电压随负载变化。电流源的并联恒压源与恒流源特性比较恒压源恒流源不变量变化量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+_abIUabUab=US

（常数）+_aIbUabIsI=Is

（常数）+_三、电压源与电流源的等效变换由图a：

U=US－IR0①式由图b：U=（IS–I）RS=

ISRS–IRS②式IRLR0+–UsU+–电压源等效变换条件两式相等:US

=ISRSRLRSUISI+–电流源IR0=IRSIS=US

/RS=US/ROR0=RS电压源ab电流源UabRsIsI+_aUS+-bIUabRO_+电压源与电流源的等效互换举例I2+-10VbaUab5AabI'10V/2=5A25A2=10V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)时：例如：RO中不消耗能量RS中则消耗能量对内不等效对外等效aE+-bIUabRORL+_IsaRSbUab'I'RL+_注意转换前后E

与Is

的方向要对应(2)aE+-bIROE+-bIROaIsaRSbI'aIsRSbI'(3)恒压源和恒流源不能等效互换aE+-bI（不存在）abI'Uab'Is+_进行电路计算时，恒压源串电阻和恒流源并电阻两者之间均可等效变换。RO和RS不一定是电源内阻。(4)与理想电压源并联的所有电路元件失效（对外电路来说）与理想电流源串联的所有电路元件失效（对外电路来说）切记理想恒流源的内阻为∞，再串联多少电阻也还是∞，所以串不串都一样。串了当没串看待。理想电压源的内阻为0，再并联多少电阻也还是0，所以并不并都一样。并了当没并看待。（4）理想电源之间的等效电路aE+-bIsaE+-baE+-bRO与理想电压源并联的元件可去掉aE+-bIsabIsabRIs与理想电流源串联的元件可去掉化简如下电路：（a）（b）例

（c）例

:求下列各电路的等效电源解:+–abU25V(a)++–abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU5A23b+(a)a+–5V32U+a5AbU3(b)+例1.求I=?5A3472AIbacI=7/14A=0.5A+_15v_+8v73I4abc利用实际电源两种模型转换可以简化电路计算。（注意：化简时不能改变待求支路。）+_7v7a7Ic电流源转换成电压源两个电压源求和例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。解:–8V+–22V+2I(d)2由图(d)可得6V3+–+–12V2A6112I(a)2A3122V+–I2A61(b)4A2222V+–I(c)例3：解：统一电源形式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+-+-6V4VI2A

3

4

612A362AI4211AI4211A24A解：I4211A24A1I421A28V+-I411A42AI213AR1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R2R5R4IE3I=?例5IsR5R4IR1//R2//R3I1+I3IsR5I1R1R3R2R4I3I+RdEd+R4E4R5I--ISR5R4IR1//R2//R3I1+I3答案：U=20V例.如图，求U=?6A+_U5510V10Vab+_U52A6A5ba+_U58A5ab可视为不存在例.如图，求I=?8A10816V-+866AabIcd8A108+abIcd2A8-36V6I10+abcd-36V66A410+abcd-36V624V4+-II=(24-36)/(4+6+10)=-0.6A思考：1、如图，求ab间的最简等效电路2A10V+-12125ab2A10V+-12125ab2A5ab2、用电源模型等效变换的方法求图（a）电路的电流i1和i2。解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得：

3、电路如图。U1＝10V，IS＝2A，R1＝1Ω，