电压源与电流源(理想电流源与理想电压源)的串
电压源与电流源
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US = IS RS RS = R0
II
I
UUSS+-+RRSS
IS US RS
UU
IS GS
US ISRS
U
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注意事项
❖等效互换是对外电路而言的,内部电 路并不等效。
❖理想电压源与理想电流源之间不能等 效变换。
❖等效变换时注意电源的方向,电流源 的流向是电压源负到正的方向。
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2.等效为理想电压源的电路
两个理想电压源串联,可以用一个 等效的电压源替代,替代的条件是
US = US1 + US2
a
+
a
US1 -
+
US
+
-
US2 -
b 精选ppt
b
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例题:
a
a
R
US
US
b (a)
b
a
a
IS
US
US
b (b)
b
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3.等效为理想电流源的电路
两个理想电流源并联,可以用一个 等效的电流源替代,替代的条件是
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本节课结束, 谢谢大家!
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二、电流源
1. 理想电流源(恒流源)
I 特点: (1)I输出电流恒定I = IS,
IS
IS 与端电压无关。
U
(2)输出端电压取决于外
0 电路。
U
理(想3)电内流阻源R伏S=安∞特性
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2. 实际电流源
I IS
RS U
电压源和电流源
1、 理想电压源 定义: 输出的电压与流过该元件的电流无关。
电路符号: i + _uS
I+ _US
u us
0
i
理想电压源的伏安特性
理想电压源的V-A特性
特点: 恒压不恒流。
US恒定,I由电源和外电路共同决定。
理想电压源的开路与短路
i=0
++
uS
_
u=_uS
开路
+
+
i=∞
RL
iS
, 当R0很小时,iSC很大,
0
此种情况不允许出现。
二、 电流源
1、 理想电流源
定义: 输出的电流与该元件的端电压无关。
电路符号:
i
iS
+
i
iS
u
-
理想电流源的伏安特性
0
u
理想电流源的V-A特性
特点: 恒流不恒压。 iS恒定,u由电源和外电路共同决定。
理想电流源的开路与短路
i=iS
+
Байду номын сангаас
iS
外部特性曲线
i
is
k
0
u
电流源模型外特性
特例:
(1)a,b端开路,不接负载时,此时
i=0,u
uOC
iS GS
(2)a,b短路,电源短路时, u=0 i iSC iS
一般情况下,为带负载正常工作。
ia
iS R0
u=0 iSC
b
小结
1、理想电压源和理想电流源是忽略了实际电源内阻后的理想电路元件。
u=0
_
RL
短路
i=iS
第2章简单电阻电路分析-2理想电压源电流源的串并联和等效变换
(2) 求 Rab .
4 2
(3) 求 Rab .
4
0.6 2 2 1 2 4
a
2
3
4
b
4
2. 用电源等效变换化简电路。 a 6A 10 R
等效
a
+
_ 6V
2A b
+ _ Us
b
g
3. 电路如图
(1) 求I1, I2, I3, Uab, Ueg; (2) 若R变为5 , 问Ueg, I1, I2如何变化?
U = 2000I-500I + 10 1.5k I
U = 1500I + 10
10V
+ U _
受控源和独立源一样可以进行电源转换。
简单电路计算举例
例1 求Rf 为何值时,电阻Rf获最大功率,并求此最大功率。 Ri I Rf
解: I
US Ri R f
2
Us
d Pf d Rf
得 Rf
=
US Pf I R f R R f i
0 时,Rf获最大功率
Rf
2
Ri
Pmax
U2 4 Ri
直流电路最大功率传输定理
例2 直流电桥电路 R1 I R2 R4 US 称R1R4=R2R3为电桥平衡条件。 当 R1 R3 R2 R4
R3
即 R1R4=R2R3 时,I = 0
利用上述关系式,可测量电阻。
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一个实际电流源,可用一个电流为 iS 的理想电流源 和一个内电导 Gi 并联的模型来表征其特性。
三、电源的等效变换 讨论实际电压源实际电流源两种模型之间的等效变换。 所谓的等效是指端口的电压、电流在转换过程中不能改变。
电压源和电流源的串联和并联基础知识讲解
15V -+
I=?
2
-+
2/5 6V
例 求图示△电路结构的等效Y型电路
1 2V +
-
- 6V + 2
2A
3A
2 1
3
3 + 3V- 1A
2A
3A
1/3
1/2 1 1A
2A
3A
1/3
1/2 1 1A
--1/13/V6+V -22.5V+V
1/3 1/2
- 1 0.5V
+
1/3
1
1/2 2A
1A
1A 1/3 1A
(3) 理想电压源与理想电流源不能相互转换。
利用电源转换简化电路计算。
例1.
5A
3
2A
4
例2. U=?
I=?
+ 15v_
7
_
8v +
7 I
7
I=0.5A
5 10V 10V 6A
+ 5 U_
2A
6A
+ U_ 5∥5
U=20V
例3. 把电路转换成一个电压源和一个电阻的串连。
+
+
10V_
1_0V
10
6A
任意 元件
º+
iS
uR
_
º
等效电路
对外等效!
º
iS
º
2.6 电压源和电流源的等效变换
实际电压源、实际电流源两种模型可以进行等效变换, 所谓的等效是指端口的电压、电流在转换过程中保持不变。
i
+ uS _
+
实 际
电路基础1-6电压源与电流源
RS
2)外特性(VAR) uS u
u = us – iRS
输出电流 i 一定时,RS 越 RSi 大,输出电压 u 越小。 RS一定时,输出电流 i 越 大, 输出电压 u 越小。
o
i
RS : 电源内阻,一般很小。
2.理想电流源
定义
电路符号
其输出电流总能保持定值或一定的 时间函数,其值与它的两端电压u 无关的元件叫理想电流源。 直流电流源的 iS 伏安关系 _ + u
§ 1-6 电压源和电流源
一、理想电压源 (Voltage Source)
定义
是一个有源二端元件,其端电压在任意瞬时与其端 电流无关:或者恒定不变(直流情况),或者按照某一 固有函数规律随时间而变化。 电路符号:
a
+ uS US -
+ US –
b
+ – US 为恒定电压源或直流电压源
a
b
时,有时用此图形符号
发出功率,起电源作用
+
u
_
u
_
上 页 下 页
例
解
计算图示电路各元件的功率
i iS 2A
+
5V u
u 5V
P2 A iS u 2 5 10 W
发出
P5V uS i 5 (2) 10 W 吸收
满足:P(发)=P(吸)
返 回
+
_
i
2A
上 页
下 页
实际电源
氢氧燃料电池示意图
返 回 上 页 下 页
3. 太阳能电池(光能电源)
一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到P-N结上, 形成一个从N区流向P区的电流。约 11%的光能转变为电 能,故常用太阳能电池板。 一个50cm2太阳能电池的电动势0.6V,电流0.1A
大学电路复习提纲 (适用于工科学生的复习)
Y的变换条件
R12R1R2RR 2R 33R3R1
R1
R1
R12R31 2R23R31
R
Y形Y电形阻不两相两邻乘电积阻之和RY
相邻电阻的乘积 R
3.电压源、电流源的串联和并联
①理想电压源的串联
uS1 +
_
uS2 +
_
+u
_
等效电路
②理想电压源的并联
i
+
++
uS1 _
uS2 _
u _
+_ u
③理想电压源与支路的并联 i
视在功率: S=UI
单位:W 单位:var 单位:VA
S P2 Q2
S
Q
|Z|
X
P
R
φ为 u和 i的相φ 位 u差 i
5 .复功率
为 了 用 U 和 相 I来量 计 算 功 率功 ,率 引” 入
I
+
U_
定义: SU I* 单 V 位A
负 载
SU I(ui)U Iφ
U cφ o I jU s sφ i IP n jQ
4.3 戴维宁定理和诺顿定理
戴维宁定理和诺顿定理适合于求解电路中某一支路电压、电流 和功率问题。 应用戴维南定理和诺顿定理求解电路,一般按以下步骤进行:
1、计算开路电压Uoc
外电路断开后二端纽之间的电压为开路电压Uoc, 此时端口电流为0。计算Uoc的方法视电路形式选 择前面学过的任意方法〔网孔、节点电压法、基尔 霍夫定律等〕。
① 先将受控源看作独立源列方程;
② 将控制量用网孔电流表示,称为约束方程。
2. 结点电压法
流入取正, 流出为负
电路知识总结
1.电流的参考方向可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则i>0,反之i<0。
电压的参考方向也可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则u>0反之u<0。
2.功率平衡一个实际的电路中,电源发出的功率总是等于负载消耗的功率。
3.全电路欧姆定律:U=E-RI4.负载大小的意义:电路的电流越大,负载越大。
电路的电阻越大,负载越小。
5.电路的断路与短路电路的断路处:I=0,U≠0电路的短路处:U=0,I≠0二.基尔霍夫定律1.几个概念:支路:是电路的一个分支。
结点:三条(或三条以上)支路的联接点称为结点。
回路:由支路构成的闭合路径称为回路。
网孔:电路中无其他支路穿过的回路称为网孔。
2.基尔霍夫电流定律:(1)定义:任一时刻,流入一个结点的电流的代数和为零。
或者说:流入的电流等于流出的电流。
(2)表达式:i进总和=0或:i进=i出(3)可以推广到一个闭合面。
3.基尔霍夫电压定律(1)定义:经过任何一个闭合的路径,电压的升等于电压的降。
或者说:在一个闭合的回路中,电压的代数和为零。
或者说:在一个闭合的回路中,电阻上的电压降之和等于电源的电动势之和。
(2)表达式:1或:2或:3(3)基尔霍夫电压定律可以推广到一个非闭合回路三.电位的概念(1)定义:某点的电位等于该点到电路参考点的电压。
(2)规定参考点的电位为零。
称为接地。
(3)电压用符号U表示,电位用符号V表示(4)两点间的电压等于两点的电位的差。
(5)注意电源的简化画法。
四.理想电压源与理想电流源1.理想电压源(1)不论负载电阻的大小,不论输出电流的大小,理想电压源的输出电压不变。
理想电压源的输出功率可达无穷大。
(2)理想电压源不允许短路。
2.理想电流源(1)不论负载电阻的大小,不论输出电压的大小,理想电流源的输出电流不变。
理想电流源的输出功率可达无穷大。
(2)理想电流源不允许开路。
3.理想电压源与理想电流源的串并联(1)理想电压源与理想电流源串联时,电路中的电流等于电流源的电流,电流源起作用。
电路分析-电压源和电流源等效变换
f
Rf
d Pf d Rf
0
时,Rf获最大功率
得 Rf = Ri
U2 Pmax 4Ri
直流电路最大功率传输定理
例2 直流电桥电路
R1
R2
I
R3
R4
US
当
R1 R3 R2 R4
即 R1R4=R2R3 时,I = 0 称R1R4=R2R3为电桥平衡条件。
利用上述关系式,可测量电阻。
二、理想电流源的串、并联 并联: 可等效成一个理想电流源 i S( 注意参考方向).
iS1
iSk …
iSn
iS
n
iS iSk
1
串联: 电流相同的理想电流源才能串联,并且每个电
流源的端电压不能确定。
例1
uS
iS
uS
例2
uS
iS
iS
电压源和电流源的等效变换
一、实际电压源 实际电压源,当它向外电路提供电流时,它的
i
+
uS _
+
u
iS
i +
Ri
_
Gi u _
u = uS – Ri i i = uS/Ri – u/Ri
i = iS – Gi u
等效的条件 iS= uS /Ri , Gi = 1/Ri
由电压源变换为电流源: i
Hale Waihona Puke +uS _
+ 转换
u
Ri
_
由电流源变换为电压源:
i
iS
+
转换
Gi u _
i
iS
+
Gi u _
端电压总是小于其电动势,电流越大端电压越小。
电路知识总结
1.电流的参考方向可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则i>0,反之i<0。
电压的参考方向也可以任意指定,分析时:若参考方向与实际方向一致,则u>0反之u<0。
2.功率平衡一个实际的电路中,电源发出的功率总是等于负载消耗的功率。
3.全电路欧姆定律:U=E-RI4.负载大小的意义:电路的电流越大,负载越大。
电路的电阻越大,负载越小。
5.电路的断路与短路电路的断路处:I=0,U≠0电路的短路处:U=0,I≠0二.基尔霍夫定律1.几个概念:支路:是电路的一个分支。
结点:三条(或三条以上)支路的联接点称为结点。
回路:由支路构成的闭合路径称为回路。
网孔:电路中无其他支路穿过的回路称为网孔。
2.基尔霍夫电流定律:(1)定义:任一时刻,流入一个结点的电流的代数和为零。
或者说:流入的电流等于流出的电流。
(2)表达式:i进总和=0或:i进=i出(3)可以推广到一个闭合面。
3.基尔霍夫电压定律(1)定义:经过任何一个闭合的路径,电压的升等于电压的降。
或者说:在一个闭合的回路中,电压的代数和为零。
或者说:在一个闭合的回路中,电阻上的电压降之和等于电源的电动势之和。
(2)表达式:1或: 2或: 3(3)基尔霍夫电压定律可以推广到一个非闭合回路三.电位的概念(1)定义:某点的电位等于该点到电路参考点的电压。
(2)规定参考点的电位为零。
称为接地。
(3)电压用符号U表示,电位用符号V表示(4)两点间的电压等于两点的电位的差。
(5)注意电源的简化画法。
四.理想电压源与理想电流源1.理想电压源(1)不论负载电阻的大小,不论输出电流的大小,理想电压源的输出电压不变。
理想电压源的输出功率可达无穷大。
(2)理想电压源不允许短路。
2.理想电流源(1)不论负载电阻的大小,不论输出电压的大小,理想电流源的输出电流不变。
理想电流源的输出功率可达无穷大。
(2)理想电流源不允许开路。
3.理想电压源与理想电流源的串并联(1)理想电压源与理想电流源串联时,电路中的电流等于电流源的电流,电流源起作用。
电压源与电流源及其等效变换
不明白
例:
us
is
us is
us
is
us1 is1
us2
等 效 是 对 外 等 效 , 对 内 不 等 效
is2
is
is = is2 - is1
有问题
例1: 求下列各电路的等效电源 a + 2 2 3 + U 5A 3 5V – (a) (b) 解: a + 2 U 5A 3 + 5V b – (a) (b)
例3: 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。
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V – (a) 1 2
解:
I 3 2A 2A
–
1 1 2V
6 (b)
由图(d)可得
– 2 I 4A 2
82 I A 1A 2 2 2
2 2V 2 2 + 8V – (d)
(c) b
理想电流源两端的电压 UIS U R2 IS RI R2 IS 1 6V 2 2V 10V
(3)由计算可知,本例中理想电压源与理想电流源 都是电源,发出的功率分别是:
PU 1 = U1 IU 1 = 10×6 = 60W PIS = U IS I S = 10×2 = 20W 各个电阻所消耗的功率分别是:
+ U1 _
R1 IS
a + U1 _ (2)由图(a)可得:
R1 IS I R I1 R1 IS
a
I R
(b) b I R1 I S-I 2A-6A -4A U1 10 I R3 A 2A R3 5 理想电压源中的电流 I U1 I R3-I R1 2A-(-4)A 6A
电路分析基础填空题
《电路分析基础》试题库——填空题1.电压源和电流源通称为元件,R、L、C称为元件。
2.电能的单位为_____,电能的转换速率是电功率,单位是_______。
3.电压的关联参考方向为:电流从电压源负端流入为负,从正端流入时电压取。
4.当取关联参考方向时,理想电容元件的电压与电流的一般关系式为。
5.当取非关联参考方向时,理想电感元件的电压与电流的相量关系式为。
6.若按某电压参考方向计算出U = -12 V,则表明其真实方向与参考方向相_____。
7.恒定的理想电压源其端电压恒定,而电流决定于_____。
8.一般情况下,电感的不能跃变,电容的不能跃变。
9.两种实际电源模型等效变换是指对外部等效,对内部并无等效可言。
当端子开路时,两电路对外部均不发出功率,但此时电压源发出的功率为,电流源发出的功率为;当端子短路时,电压源发出的功率为,电流源发出的功率为。
10.对于具有n个结点b个支路的电路,可列出个独立的KCL方程,可列出个独立的KVL方程。
11.KCL定律是对电路中各支路之间施加的线性约束关系。
12.理想电流源在某一时刻可以给电路提供恒定不变的电流,电流的大小与端电压无关,端电压由来决定。
13.两个电路的等效是指对外部而言,即保证端口的关系相同。
14.RLC串联谐振电路的谐振频率 = 。
15.理想电压源和理想电流源串联,其等效电路为。
理想电流源和电阻串联,其等效电路为。
16.在一阶RC电路中,若C不变,R越大,则换路后过渡过程越。
17.电容具有()特性。
A通低频阻高频B隔直阻交C通直阻交D隔直通交18. R -L -C 串联电路,总电压相位超前于电流相位,则电路称为_____性电路。
19. 在纯电感的正弦电路中,( )超前于( )90°。
20. RLC 串联谐振电路的谐振条件是 =0。
21. 在使用叠加定理适应注意:叠加定理仅适用于 电路;在各分电路中,要把不作用的电源置零。
不作用的电压源用 代替,不作用的电流源用 代替。
电压源与电流源及其等效变换
Ed = (I1 + I3 ) ⋅ (R1 // R2 // R3 ) Rd = R1 // R2 // R3 E4 = I S ⋅ R4
Ed − E4 I= Rd + R5 + R4
如图, 例. 如图,求U=? a 5Ω 10V 10V 6A b a 8A 5Ω 5Ω + U _ + 5Ω U _
d c +
8A 8Ω Ω 2A 8Ω Ω 10Ω Ω 36V
I
10Ω Ω
I
+ 24V -
d d b I=(24-36) /(4+6+10)=-0.6A
b
思考:如图, 思2Ω Ω 12Ω + 10V Ω 5Ω Ω 2A a
12Ω Ω a 5Ω Ω b
(c) b
理想电流源两端的电压
U IS = U + R2 I S = RI + R2 I S = 1 × 6V + 2 × 2V = 10V
(3)由计算可知,本例中理想电压源与理想电流源 由计算可知, 由计算可知 都是电源,发出的功率分别是: 都是电源,发出的功率分别是:
PU 1 = U1 IU 1 = 10 × 6 = 60 W PIS = U IS I S = 10 × 2 = 20 W 各个电阻所消耗的功率分别是: 各个电阻所消耗的功率分别是:
12Ω + 10VΩ 2A
b a 2A 5Ω Ω b
1.6 受控源电路的分析
独立电源: 独立电源:指电压源的电压或电流源的电流不受 外电路的控制而独立存在的电源。 外电路的控制而独立存在的电源。 受控电源: 受控电源:指电压源的电压或电流源的电流受电路中 其它部分的电流或电压控制的电源。 其它部分的电流或电压控制的电源。 受控源的特点:当控制电压或电流消失或等于零时, 受控源的特点:当控制电压或电流消失或等于零时, 受控源的电压或电流也将为零。 受控源的电压或电流也将为零。 对含有受控源的线性电路, 对含有受控源的线性电路,可用前几节所讲的 电路分析方法进行分析和计算 ,但要考虑受控 的特性。 的特性。 应用:用于晶体管电路的分析。 应用:用于晶体管电路的分析。
电压源与电流源的等效实验报告
实验三:电压源与电流源的等效变换预习报告:1 实验目的(1)掌握电源外特性的测试方法。
(2)验证电压源与电流源等效变换的条件。
2 实验原理(1)一个直流稳压电源在一定的电流范围内,具有很小的内阻。
故在实用中,常将它视为一个理想的电压源,即其输出电压不随负载电流而变。
其外特性曲线,即伏安特性曲线U=f(I)是一条平行于I轴的直线。
一个实用中的恒流源在一定的电压范围内,可视为一个理想的电流源。
(2)一个实际的电压源(或电流源),其端电压(或输出电流)不可能不随负载而变,因它具有一定的内阻值。
故在实验中,用一个小阻值的电阻(或大电阻)与稳压源(或恒流源)相串联(或并联)来摸拟一个实际的电压源(或电流源)。
(3)一个实际的电源,就其外部特性而言,既可以看成一个电压源,又可以看成一个电流源。
若视为电压源,则可用一个理想的电压源U s与一个电阻R0相串联的组合来表示;若视为电流源,则可用一个理想电流源Is与一电导g o相并联的组合来表示。
如果这两种电源能向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压,则称这两个电源是等效的,即具有相同的外特性。
一个电压源与一个电流源等效变换的条件为I s=U s/R0,g0=1/R0或U s=I s R0,R0=1/ g0。
如图1所示。
图1 电压源与电流源等效变换3 实验设备(1)可调直流稳压电源(0~30V)1块。
(2)可调直流恒流源(0~200mA)1块。
(3)直流数字电压表(0~200V)1块。
(4)直流数字毫安表(0~200mA)1块。
(5)万用表1块。
(6)电阻器(DGJ -50,51Ω,200Ω,1K Ω) (7)可调电阻箱(DGJ -05,0~99999.9Ω)1块。
4 实验内容1.测定直流稳压电源与实际电压源的外特性(1)按如图2所示接线。
Us 为+6V 直流稳压电源。
调节R 2,令其阻值由大至小变化,记录两表的读数于表1中。
(2)按如图3所示接线,虚线框可模拟为一个实际的电压源。
理想电压源的串并联串联
I
º
+
U_
º
1.5k
I
º
+
U_
º
++-
例3. 2A
3I1
I1 2
I º
+ U_
º
+ 4V_
2
3(2+I) I º +
U _
º
U=3I1+2I1=5I1=5(2+I)=10+5I
5
I
º
+
+
10V_
U_
º
U=3(2+I)+4+2I=10+5I
本章小结
1)电路抽象:集总参数电路、电路模型 2)电路变量:u, i, p, w 3)参考方向(关联参考方向):电路分析与计算必须先 标出参考方向,功率的性质。 4)电路元件:电阻,电容,电感;
_
i
u=uS – Ri i
u uS
i = uS/Ri – u/Ri
uS/Ri i
i
iS
+ i = iS – Giu
Gi u _
两种电源结构相互
等效的条件:
is
us Ri
,
Gi
1 Ri
伏安特性等效,与外加负载无关!
1.6.2 实际电压源与电流源之间的等效变换
i
+
I
u = uS – Ri i
u
uS
独立电压源,独立电流源; 受控电源:VCVS,VCCS,CCVS,CCCS 5)基尔霍夫定律:KCL、KVL 6)电路的等效和简化:串并联、平衡电桥、对称性、Y/
电压源/电流源串并、相互转换等。
电压源与电流源(理想电流源与理想电压源)的串
四、 电压源与电流源(理想电流源与理想电压源)的串、并、和混联1. 电压源的串联,如图2-1-7所示:计算公式为:u s =u s1+u s2+u s32. 电压源的并联,如图2-1-8所示:只有电压源的电压相等时才成立。
12==s s s u u u3. 电流源的串联,如图2-1-9所示: 只有电流源的电流相等时才成立。
12s s s i i i ==4. 电流源的并联,如图2-1-10所示:公式为:12s s s I I I =+5. 电流源和电压源的串联,如图2-1-11所示:u s1u s2us3u sI图2-1-7 电压源串联图2-1-8 电压源并联uII图2-1-10 电流源并联图2-1-9 电流源串联6. 电流源和电压源的并联,如图2-1-12所示:五、实际电源模型及相互转换我们曾经讨论过的电压源、电流源是理想的、实际上是不存在的。
那实际电源是什么样的呢?下面我门作具体讨论。
1. 实际电压源模型实际电压源与理想电压源的区别在于有无内阻R s 。
我们可以用一个理想电压源串一个内阻Rs 的形式来表示实际电压源模型。
如图2-1-13所示uu I s3Is3II图2-1-11 电流源和电压源串联uIII 图2-1-12 电流源和电压源的并联a bR s U U SabIU(a)实际电源 (b)实际电压源模型图2-1-13 实际电压源模型依照图中U 和I 的参考方向 得S S U U R I =- (2-1-5)由式(2-1-5)得到图2-1-13(c )实际电压源模型的伏安关系。
该模型用U S 和R s 两个参数来表征。
其中U S 为电源的开路U oc 。
从式(2-1-5)可知,电源的内阻R s 越小,实际电压源就越接近理想电压源,即U 越接近U S 。
2. 实际电流源模型实际电流源与理想电流源的差别也在于有无内阻R s ,我们也可以用一个理想电流源并一个内阻R s 的形式来表示实际的电流源,即实际电流源模型。
电路实验1
• 当三相对称负载作‘Y’形联接时:IN=0,
•
作‘Δ’形联接时:
• 不对称三相负载作‘Y’联接时,必须采用‘YO’接法, 中线必须牢固联接,以保证三相不对称负载的每相电压等 于电源的相电压(三相对称电压)。若中线断开,会导致 三相负载电压的不对称,致使负载轻的那一相的相电压过 高,使负载遭受损坏,负载重的一相相电压又过低,使负 载不能正常工作;
※实验总结报告
1、绘出所测电流源和电压源的的外特性曲线。 2、通过实验搞清楚理想电压源和理想电流源能否等效变换? 3、从实验结果,验证实际电压源和实际电流源是否等效?
实验二 有源二端网络等效参数及等效定理的验证
实验目的: (1) 用实验来验证戴维南定理。
(2)学习线性有源一端口网络等效电路参数的测量方法。
100 200 300
I (mA) U (V)
400 500 600 700 800 900
1、校准电压源与电流源; 2、电压源不能短路,电流源不能开路; 3、在测电压源外特性时,不要忘记测空载(I=0)时的电 压值;测电流源外特性时,不要忘记测短路(U=0)时的 电流值;
4 5、直流仪表的接入应注意极性与量程。
实验一、电压源与电流源及其等效变换与串并联的研究 实验目的:
1、加深对电压源与电流源外特性的理解。 2 3、验证电压源与电流源互相进行等效变换的条件。
实验原理: 1、理想电压源和理想电流源
2、实际电压源和实际电流源
3、实际电压源和实际电流源的等效互换
实际电压源与实际电流源等效变换的条件为:
(1)取实际电压源与实际电流源的内阻均为RS;
• 实验内容及步骤 :
• 实验注意事项
• (1)用交流电压表及交流电流表测量电路中的电压电 流时,及多功能表测量功率注意电流输入和电压输入端 口,检查无误后再按下主控制屏主控台上的起动按钮 起动电源。在最新的多功能仪表和交流电压、电流表 中采用了内部量程自动切换的线路,因此没有量程选 择的要求,但对于测量的信号大小也应有工程概念。
电压源电流源的串联和并联
1.理想电压1 us2 usn usk
+ uS1 + _ uS2 _
+
u
+ uSn _ _
等效电路
+_ u
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2.5 电压源、电流源的串联和并联
②并联
+
uS1 _
i
++
uS2
u
__
等效电路
+_ u
u us1 us2
任意
元件 +
iS
uR
_
等效电路
iS R
对外电路而言,与电流源串联的元件为虚元件,应短路。
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电流源的串联(续)
电流源与 电阻串联
iS R
a
b
电流源与 电阻及电 压源串联
iS
R
+ -
uS
a
b
iS
a
b
例1:
us
is
us
us
is
is
例2:
us1
us2
is
is2
is1 is = is2 - is1
i
i
+
+
uS _
任意 元件
uR _
+
+
uS
uR
_
_
对外电路而言,与电压源并联的元件为虚元件,应断开。
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电压源的并联(续)
电压源与 电阻并联
a +
uS
R
- b
电压源与 电阻及电 流源并联
a + uS
b-
iS R
a
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四、 电压源与电流源(理想电流源与理想电压源)的串、并、和混联
1. 电压源的串联,如图2-1-7所示:
计算公式为:
u s =u s1+u s2+u s3
2. 电压源的并联,如图2-1-8所示:只有电压源的电压相等时才成立。
12==s s s u u u
3. 电流源的串联,如图2-1-9所示: 只有电流源的电流相等时才成立。
12s s s i i i ==
4. 电流源的并联,如图2-1-10所示:公式为:12s s s I I I =+
5. 电流源和电压源的串联,如图2-1-11所示:
u s1
u s2
u
s3
u s
I
图2-1-7 电压源串联
图2-1-8 电压源并联
u
I
I
图2-1-10 电流源并联
图2-1-9 电流源串联
6. 电流源和电压源的并联,如图2-1-12所示:
五、实际电源模型及相互转换
我们曾经讨论过的电压源、电流源是理想的、实际上是不存在的。
那实际电源是什么样的呢?下面我门作具体讨论。
1. 实际电压源模型
实际电压源与理想电压源的区别在于有无内阻R s 。
我们可以用一个理想电压源串一个内阻Rs 的形式来表示实际电压源模型。
如图2-1-13所示
u
u I s3
Is3
I
I
图2-1-11 电流源和电压源串联
u
I
I
I 图2-1-12 电流源和电压源的并联
a b
R s U U S
a
b
I
U
(a)实际电源 (b)实际电压源模型
图2-1-13 实际电压源模型
依照图中U 和I 的参考方向 得
S S U U R I =- (2-1-5)
由式(2-1-5)得到图2-1-13(c )实际电压源模型的伏安关系。
该模型用U S 和R s 两个参数来表征。
其中U S 为电源的开路U oc 。
从式(2-1-5)可知,电源的内阻R s 越小,实际电压源就越接近理想电压源,即U 越接近U S 。
2. 实际电流源模型
实际电流源与理想电流源的差别也在于有无内阻R s ,我们也可以用一个理想电流源并一个内阻R s 的形式来表示实际的电流源,即实际电流源模型。
如图2-1-14所示:
若实际的电流源与外电阻相接后如图2-1-14(b )可得外电流 U
I Is Rs
=-
(2-1-6) Is :电源产生的定值电流
U
Rs
:内阻Rs 上分走的电流 由式(2-1-6)可得:实际电流源模型的伏安特性曲线,又知端电压U 越高,则内阻分流越大,输出的电流越小。
显然实际电流源的短路电流等于定值电流Is 。
因此,实际电源可由它们短路电流sc s I I =以及内阻Rs 这两个参数来表征。
由上式可知,实际电源的内阻越大,内部分流作用越小,实际电流源就越接近于理想电流源,即I 接近I s 。
3. 实际电压源与实际电流源的互换
依据等效电路的概念,以上两种模型可以等效互换。
对外电路来说,任何一个有内阻的电源都可以用电压源或电流源表示。
因此只要实际电源对外电路的影响相同,我们就认为两种实际电源等效。
对外电路的影响表现在外电压和外电流上。
换句话说,两种模型要等效,它们的伏安特性就要完全相同。
下面以实际电压源转换成实际电流源为例说明其等效原理。
U
I
I s I
U
(a)电流源模型 (b)与外电阻相接 (c)电流源模型的伏安特性
图2-1-14实际电流源模型
由KVL 和OL 可得图2-1-15外电路伏安特性:
U Us IRs =- (2-1-7) 将上式两端同除以内阻R s 可得:
S
U U I Rs Rs
=- (2-1-8) 在进行依次变换得:
219 2110S U U I Rs Rs
U
Is Rs =
---=---()()
由此伏安特性关系可得并联结构的电路图2-1-15(b )
故图2-1-15(a )和(b )是反映同一实际电源的两种电源模型。
伏安特性相同,所以实际电压源与实际电流源可相互等效转换。
其转换关系为:
S
U Is Rs
=
S U RsIs = S R 不变
在等效变换的过程中需注意以下几点: (1) 理想电源不能变换。
(2) 注意参考方向。
(3) 串联时变为电压源,并联时变为电流源。
(4) 只对外等效,对内不等效。
U I
(a ) (b )
图2-1-15 电源的等效变换。