电路的分析方法-电压源与电流源及其等效变换(电工基础课件)

电流源基本特性：定义理想电流源是一个二端元件，其输出电流与其电压无关，或者是恒定不变，或者是按一定规律变化的时间函数。（2）电源两端电压为任意值，由外电路决定。（1）电源电流由电源本身决定，与外电路无关；图形符号iS+_uu=0+-i空载特殊情况电流为零的电流源相当于开路外电路i有载+-u电流源的不同状态IS伏安特性uiOiSiu+_(1)若iS=IS

，即直流电流源，则其伏安特性为平行于电压轴的直线；

(2)若iS为随时间变化的电流源，则is(t)的变化规律由其本身决定。理想电流源不允许开路理想电流源的短路与开路RiSiu+_(1)短路：R=0，i=iS

，u=0(2)开路：R

，u

（1）与理想电流源串联的元件（或二端网络）不会影响（2）将理想电流源开路或将电流不相等的理想电流源串联，注意：理想电流源的短路与开路理想电流源的电流，只影响两端电压。没有实际意义。（is与us非关联）P产生=uisp吸收=–uis（is与us关联）p吸收=uis

p产生=–uis电流源既可发出功率，也可吸收功率。理想电流源的功率iSiu+_iSiu+_直流电流源的伏安特性是一条稍微倾斜的直线实际电流源可用一个直流理想电流源和电阻r的并联组合来模拟。IsuiOI=IS–U/r实际电流源US+_iu+_r这种电源模型称为电流源模型或电流源注意：实际电压源也不允许开路实际电流源的内阻越大，就越接近于理想电流源；一个直流理想电流源相当于一个内阻为无穷大的实际电流源。实际电流源理想电流源的特性01理想电流源的符号02电流源模型05电流源的特性0403伏安特性曲线小结

电压源……理想电源理想电源是从各种实际电源抽象出来的一种基本模型

电池发电机信号发生器恒流源电流发生器直流稳压电源1.定义：理想电压源是一个二端元件，它的电压与其电流无关，或者是恒定不变的，理想电压源基本特性：或者是按一定规律变化的时间函数。（2）通过电压源的电流为任意值，由外电路决定。（1）端电压由电源本身决定，与外电路无关；（a）电压源的一般图形符号（b）直流电压的图形符号（c）正弦电压的波形（d）直流电压的波形图形符号及电压波形+-+-i=0空载i+-+-外电路有载注意：电压为零的电压源相当于短路电压源的不同状态若uS=US

，即直流电源，则其伏安特性为平行于电流轴的直线伏安特性uS+_iu+_USuiO（2）若uS为随时间t变化的电源，即us=us(t)，则其变化规律由其本身决定(1)开路：R

，i=0，u=uS(2)短路：R=0，i

理想电压源不允许短路。理想电压源的开路与短路（1）与理想电压源并联的元件（或二端网络）不会影响理想电压源电压，只影响电流。（2）将理想电压源短路或将电压不相等的理想电压源并联，没有实际意义。

注意理想电压源的开路与短路即电压源并非实际一定发出功率+-+-外电路i由外电路决定理想电压源的功率（3）直流电压源的伏安特性是一条稍微向下倾斜的直线。（2）实际电压源可用一个直流理想电压源US和电阻r的串联组合来模拟。（1）实际电源内部存在着一定电阻。实际电压源US+_iu+_rUsuiOu=US–ri

实际电压源也不允许短路实际电压源的内阻越小，就越接近于理想电压源，当内阻为零时，则U=US一个直流理想电压源相当于一个内阻为零的实际电压源实际电压源理想电压源的特性01理想电压源的符号02电压源模型05理想电压源的特性0403伏安特性曲线小结

实际电源的等效变换（二）理想电压源的串联与并联串联US=

US1－

U

S2几个理想电压源的串联组合，并联理想电压源并联其他电路元件，电压值相同的电压源才能并联US2+_－+US15V+_+_5VI5V+_I+_USºº可以用一个理想电压源来等效替代。都可以等效为它本身。理想电流源的串联与并联IS=

ISkIS=

IS1+

IS2－

IS3

IS1IS2IS3IS理想电流源的串联与并联

电流相同的理想电流源才能串联；几个理想电流源的并联组合，可以用一个结论理想电流源串联其他电路元件，都可以等效为它本身。理想电流源来等效替代；想想练练ISUS

ISUS

IS1

IS2US1US2？

US？

IS？

IS两种实际电源的等效变换理想电压源和理想电流源之间是不能等效变换的；实际电源模型之间才可以进行等效变换；等效的条件，我们知道是端口电压、电流保持不变。强调两种实际电源的等效变换u=uS

–Ri

ii1=iS–u1/Rsi=uS/Ri–u/Rii1Rs+u1_iSi+_uSRi+u_实际电压源实际电流源两种实际电源的等效变换Rs=Riu=u1i=i1等效过程中端口电压、端口电流保持不变即iS=uS/Ri两种实际电源的等效变换转换由电流源变换为电压源：iGi+u_iSi+_uSRi+u_

两种实际电源的等效变换注意(2)等效是对外部电路等效，对内部电路是不等效的；(3)理想电压源与理想电流源不能相互转换。电压源与电流源的方向对应关系(1)变换关系数值关系利用电源之间的等效简化电路举例I=0.5A+_15V_+8V7

7

I5A3

4

7

2AI=？求利用电源之间的等效简化电路举例即：U=8×2.5=20V6A+_U5

5

10V10V2A6A+_U5

5

8A+_U2.5

求U=?注意对以下问题的理解理想电源之间不能等效互换，实际电源模型之间可以等效变换；1实际电源模型等效变换时应注意等效过程中参数的计算、电源数值与其参考方向的关系；2电阻之间等效变换时一定要注意找对结点，这是等效的关键；3与理想电压源并联的支路对外可以开路等效；4与理想电流源串联的支路对外可以短路等效。5等效条件：对外部等效，对内部不等效。

实际电源的等效变换（一）二端网络的概念任何一个复杂的电路,向外引出两个端钮，且从二端网络无源无源二端口ii有源有源二端口一个端子流入的电流等于从另一端子流出的电流，则称这一电路为二端络网(或一端口网络)。二端网络等效的概念两个两端电路，端口具有相同的电压、电流关系,则称它们是等效的电路。等效的概念A+-uiB+-u1i1等效等效的概念（1）电路等效变换的条件（2）电路等效变换的对象（3）电路等效变换的目的两电路具有相同的VCR未变化的外电路中的电压、电流和功率化简电路，方便计算明确实际电压源i+_考虑内