1、1.5 電壓源與電流源及其等效變換,1.5.1 電壓源,電壓源模型,由上圖電路可得: U = E IR0,若 R0 = 0,理想電壓源 : U E,U0=E,電壓源的外特性,電壓源是由電動(dòng)勢 E 和內(nèi)阻 R0 串聯(lián)的電源的電路模型。,若 R0 RL ，U E ， 可近似認(rèn)為是理想電壓源。,理想電壓源,O,電壓源,理想電壓源（恒壓源）,例1：,(2) 輸出電壓是一定值，恒等于電動(dòng)勢。 對(duì)直流電壓，有 U E。,(3) 恒壓源中的電流由外電路決定。,特點(diǎn):,(1) 內(nèi)阻R0 = 0,設(shè) E = 10 V，接上RL 后，恒壓源對(duì)外輸出電流。,當(dāng) RL= 1 時(shí)， U = 10 V，I = 10A 當(dāng)

2、 RL = 10 時(shí)， U = 10 V，I = 1A,電壓恒定，電 流隨負(fù)載變化,1.5.2 電流源,U0=ISR0,電流源的外特性,理想電流源,O,IS,電流源是由電流 IS 和內(nèi)阻 R0 并聯(lián)的電源的電路模型。,由上圖電路可得:,若 R0 = ,理想電流源 : I IS,若 R0 RL ，I IS ，可近似認(rèn)為是理想電流源。,電流源,理想電流源（恒流源),例1：,(2) 輸出電流是一定值，恒等于電流 IS ；,(3) 恒流源兩端的電壓 U 由外電路決定。,特點(diǎn):,(1) 內(nèi)阻R0 = ；,設(shè) IS = 10 A，接上RL 后，恒流源對(duì)外輸出電流。,當(dāng) RL= 1 時(shí)， I = 10A ，

3、U = 10 V 當(dāng) RL = 10 時(shí)， I = 10A ，U = 100V,外特性曲線,I,U,IS,O,電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。,1.5.3 電壓源與電流源的等效變換,由圖a： U = E IR0,由圖b： U = ISR0 IR0, 等效變換時(shí)，兩電源的參考方向要一一對(duì)應(yīng)。, 理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。, 電壓源和電流源的等效關(guān)系只對(duì)外電路而言， 對(duì)電源內(nèi)部則是不等效的。,注意事項(xiàng)：,例：當(dāng)RL= 時(shí)，電壓源的內(nèi)阻 R0 中不損耗功率， 而電流源的內(nèi)阻 R0 中則損耗功率。, 任何一個(gè)電動(dòng)勢 E 和某個(gè)電阻 R 串聯(lián)的電路， 都可化為一個(gè)電流為 IS 和這個(gè)電阻并聯(lián)的電路

4、。,is = is2 - is1,例：,等效是對(duì)外等效，對(duì)內(nèi)不等效,例1:,求下列各電路的等效電源,解:,例2. 求I=?,I=0.5A,利用實(shí)際電源兩種模型轉(zhuǎn)換可以簡化電路計(jì)算。,注意：化簡時(shí)不能改變待求支路。,例3:,試用電壓源與電流源等效變換的方法 計(jì)算2電阻中的電流。,解:,由圖(d)可得,例4：,解：統(tǒng)一電源形式,試用電壓源與電流源等效變換的方法計(jì)算圖示 電路中1 電阻中的電流。,例4:,電路如圖。U110V，IS2A，R11， R22，R35 ，R1 。(1) 求電阻R中的電流I；(2)計(jì)算理想電壓源U1中的電流IU1和理想電流源IS兩端的電壓UIS；(3)分析功率平衡。,解：(1

5、)由電源的性質(zhì)及電源的等效變換可得：,(2)由圖(a)可得：,理想電壓源中的電流,理想電流源兩端的電壓,各個(gè)電阻所消耗的功率分別是：,兩者平衡：,(60+20)W=(36+16+8+20)W,80W=80W,(3)由計(jì)算可知，本例中理想電壓源與理想電流源 都是電源，發(fā)出的功率分別是：,R1,R3,Is,R2,R5,R4,I3,I1,I,-,+,Is,R1,E1,+,-,R3,R2,R5,R4,I,E3,I=?,例5,Is,R5,I1,IS,R5,答案：U=20V,例. 如圖，求U=?,例. 如圖，求I=?,I=(24-36) /(4+6+10)=-0.6A,思考：如圖，求ab間的最簡等效電路,

6、1.6 受控源電路的分析,獨(dú)立電源：指電壓源的電壓或電流源的電流不受 外電路的控制而獨(dú)立存在的電源。,受控源的特點(diǎn)：當(dāng)控制電壓或電流消失或等于零時(shí)， 受控源的電壓或電流也將為零。,受控電源：指電壓源的電壓或電流源的電流受電路中 其它部分的電流或電壓控制的電源。,對(duì)含有受控源的線性電路，可用前幾節(jié)所講的電路分析方法進(jìn)行分析和計(jì)算 ，但要考慮受控的特性。,應(yīng)用：用于晶體管電路的分析。,四種理想受控電源的模型,電壓控制電壓源,電流控制電壓源,電壓控制電流源,電流控制電流源,1.7 電路中電位的概念及計(jì)算,電位：電路中某點(diǎn)至參考點(diǎn)的電壓，記為“VX” 。 通常設(shè)參考點(diǎn)的電位為零。,1. 電位的概念,電

7、位的計(jì)算步驟: (1) 任選電路中某一點(diǎn)為參考點(diǎn)，設(shè)其電位為零； (2) 標(biāo)出各電流參考方向并計(jì)算； (3) 計(jì)算各點(diǎn)至參考點(diǎn)間的電壓即為各點(diǎn)的電位。,某點(diǎn)電位為正，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)高； 某點(diǎn)電位為負(fù)，說明該點(diǎn)電位比參考點(diǎn)低。,2. 舉例,求圖示電路中各點(diǎn)的電位:Va、Vb、Vc、Vd 。,解： 設(shè) a為參考點(diǎn)， 即Va=0V,Vb=Uba= 106= 60V Vc=Uca = 420 = 80 V Vd =Uda= 65 = 30 V,設(shè) b為參考點(diǎn)，即Vb=0V,Va = Uab=106 = 60 V Vc = Ucb = E1 = 140 V Vd = Udb =E2 = 90 V,

8、b,a,Uab = 106 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V,Uab = 106 = 60 V Ucb = E1 = 140 V Udb = E2 = 90 V,結(jié)論：,(1)電位值是相對(duì)的，參考點(diǎn)選取的不同，電路中 各點(diǎn)的電位也將隨之改變；,(2) 電路中兩點(diǎn)間的電壓值是固定的，不會(huì)因參考 點(diǎn)的不同而變， 即與零電位參考點(diǎn)的選取無關(guān)。,借助電位的概念可以簡化電路作圖,例1: 圖示電路，計(jì)算開關(guān)S 斷開和閉合時(shí)A點(diǎn) 的電位VA,解: (1)當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),(2) 當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電路 如圖（b）,電流 I2 = 0， 電位 VA = 0V 。,電流

9、I1 = I2 = 0， 電位 VA = 6V 。,電流在閉合 路徑中流通,例2：,電路如下圖所示，(1) 零電位參考點(diǎn)在哪里？畫電路圖表示出來。(2) 當(dāng)電位器RP的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，A、B兩點(diǎn)的電位增高了還是降低了？,解：（1）電路如左圖，零電位參考點(diǎn)為+12V電源的“”端與12V電源的“+”端的聯(lián)接處。,當(dāng)電位器RP的滑動(dòng)觸點(diǎn)向下滑動(dòng)時(shí)，回路中的電流 I 減小，所以A電位增高、B點(diǎn)電位降低。,（2） VA = IR1 +12 VB = IR2 12,計(jì)算圖中A點(diǎn)的電位。,解： -24V電源的正極在接地點(diǎn)上， 12和36兩 電阻串聯(lián)，流過電流為： I=24/（12+36）=0.5A,例3:,方向向左再向下，故A點(diǎn)電位,VA=-I x12= -0.5x12 =