电工电子电压源电流源及其等效变换PPT课件

UA UB UAB=0 UAB= UA UB
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例1.6
R3
R4
+
Us3 -
+
①Us1 -
R1
I3
+
Us2 -
R2
I1
I2
IB IC IE
RC
UCE RE
+ – UCC
对回路①列方程
UCE ?
I3R3 US1 I1R1 US3 0 UCE UCC ICRC IERE
对回路列方程
1.7.2 电流源
一、 理想电流源
电源的输出电流与外界电路无关,即电源输出 电流的大小和方向与它两端的电压无关,也就是说 无论接什么样的外电路,输出电流总保持为某一给 定值或某一给定的时间常数。
1、电路符号
is
+
u
-
Is
+ U
-
理想电流源(交流)
理想电流源(直流)
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2、伏安特性
I
Is
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例1.5
R3
④
① R4 i4 ②
+
Us3 -
+
Us1 -
R1
i3
+
Us2 -
R2
i1
i2
is
③
对封闭面④列方程 i1 + i2 + i3+ is =0
对节点①列方程
i1 + i3 - i4 =0 对节点② 列方程
i2 +i4 + is =0 对节点③列方程
-i1 -i2 - i3- is =0
1.7 电压源、电流 源及其等效变换
1.7.1 电压源 1.7.2 电流源 1.7.3 实际电源两种模型的等效变换 1.7.4 电路的短路和开路
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常用实际电源
直流电源：干电池、蓄电池、直流发电机、直流稳 压电源等。
交流电源: 交流发电机、电力系统提供的正弦交流 电源、交流稳压电源等。
Us2
-U3 – U4 + U1-U2 =0
IR2 US2 IR1 US1 0
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KVL推广应用
可将该电路假想为一个回路列
+
+
us - + u
RO -u1 -
KVL方程： A
++
UA _ UAB
u= us+u1
电路中任意两 C
_
_
UB + B
点间的电压等于
根据 U = 0
这两点间沿任意 路径各段电压的 代数和。
实际电压源与理想电压源的本质区别 注意 在于其内阻RO。
当 RO 0 时，实际电压源就成为理想电压源。
+
Us -
RO
RO 0
+
Us -
实际电压源
理想电压源
实际工程中，当
I
负载电阻远远大 于电源内阻时，
+
Us -
U
实际电源可用理 RO
I R RO +
R 近似 Us - U
R
想电压源表示。
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i1
a
正，流出的电流为负，则:
i2
iab
i 0
a : i1 ica iab 0 b : i2 iab ibc 0
i3
b
ica
ibc
c : i3 ibc ica 0
c
KCL推广应用
在任一时刻，流出一封闭
把以上三式相加得： 面的电流之和等于流入该
i1 i2 i3 0
封闭面的电流之和。
+ Is RO U
RO Is
+ U
-
-
实际电流源
理想电流源
实际工程中I ，当负载电阻远远小于I电源
内阻I时s ，RIO实O 际U电+- 源可R用R理近想似 电RO流I源s 表示。
+ U
-
R
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1.7.3 实际电源两种模型的等效变换
一、 电压源与电流源的等效变换
I
对外电路
+
Us - U
2. 电流源并联
Ia
Is1
Is2
Gs1
Gs2 b
Is
a Gs
b
Is = Is1 + Is2
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Gs = Gs1 +Gs2
例1.4 求电路的电流 I 。
4
+ –3A12V4
2 I 2A
4 1 6A
2 +
6V –
I
2
1
+ 2V
–
I 6 2 0.8 A 21 2
注意：被求支路不要参与转换。
1、电路符号
+
us -
+
Us -
+
或 Us -
理想电压源(交流)
理想电压源(直流)
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2、伏安特性
I
+
Us - U
R
u Us
0
理想电 压源伏 安特性
i
特点：电流及电源的功率由外电路确定，输出电 压不随外电路变化。
二、 实际电压源
理想电压源是不存在的,电源在对外提供功率时 ,不可避免的存在内部功率损耗。即实际电源存在 内阻,带载后,端电压下降。
+
U
R
-
u
0
Is
理想电 流源伏 安特性
i
特点：电源的端电压及电源的功率由外电路确定 ， 输出电流不随外电路变化。
二、 实际电流源
理想电流源是不存在的,电源在对外提供功率时 ,不可避免的存在内部功率损耗。即实际电源存在 内阻,带载后,输出电流下降。
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1、电路符号
+
is RO u
-
+ Is RO U
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1、电路符号
+
us -
RO
+
Us -
RO
+
或 Us -
RO
实际电压源(交流)
实际电压源(直流)
2、伏安特性
I
+
Us - U
RO
u U0 = USUs
R
0
IS
US RO
理想 电压 源伏 安特 实际性电压源 伏安特性
i
U = US – R0 I 特点：输出电压随外电路变化。
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1.84
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感谢您的观看！
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-
实际电流源(交流)
实际电流源(直流)
2、伏安特性
I
Is
IO RO
+ U
-
R
I
IS
IO
IS
U RO
u
UO IS RO
实际电 流源伏 安特性
理想电 流源伏 安特性
0
Is
i
特点：输出电流随外电路变化。
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实际电流源与理想电流源的本质区别 注意 在于其内阻RO。
当 RO 时，实际电流源就成为理想电流源。
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1.7.4 电路的短路和开路
一、开路状态
I
开路时的特点：
I 0 U US
+a
Us - U
RO
b
二、短路状态
I
短路时的特点： U 0
+a
Us - U
I US
RO
b
RO
电流过大，电源易烧毁！
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a b两 点间开
路 R
R
a b两 点间短
路
1.8 基尔霍夫定律
1.8.1 支路、结点、回路 1.8.2 基尔霍夫电流定律（KCL） 1.8.3 基尔霍夫电压定律（KVL） 1.8.4 电阻的串联、并联
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二、有源支路的简化
原则：简化前后，端口的电压电流关系不变。
1. 电压源串联
Rs1 Rs2
I a
+Us–1
+– Us2
b
+ U–
Us Rs
I+ –
a
b
+U–
U = (Us1 + Us2 ) – (Rs1+Rs2)I = Us - Rs I
Us = Us1 + Us2
Rs = Rs1 + Rs2
对封闭面列方程
I2R4 US2 I2R2 IR1 US1 0 IE IB IC
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1.8.4 电阻的串联、并联
一、串联电路
R1 R2
Rn
R
n个电阻串联： + +U1– +U2– +Un– –
+U –
n
R Rk
k 1
串联电路的分压：U k
Rk
I
Rk R
U
二、并联电路
I1 I2 I +
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1.8.1 支路、结点、回路
支路：
①
电路中流过同一电流
的几个元件互相连接 起来的分支称为一条
+
Us1 -
+
Us2 -
Is
支路。
R1
R2
结点：
三条或三条以上支路 的连接点叫做结点。
②
本本本本本本图图图本图图图中中中图中中中有有有中有有有3??有个个3个?2?条2条个回回网个支支结路路孔网路路点孔
回路：
由支路组成的闭合路 径称为回路。
网孔：
将电路画在平面图上，内部 不含支路的回路称为网孔。
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1.8.2 基尔霍夫电流定律（KCL） 封闭面
( Kirchhoff’s Current Law )
在任一时刻，流出任一结点的支路电流之和等
于流入该结点的支路电流之和。 若规定流入结点的电流为
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1.8.3 基尔霍夫电压定律（KVL）
( Kirchhoff’s Voltage Law )
在任一瞬间，沿任一回路绕行方向，回路中
各段电压的代数和恒等于零。 u 0
U1
U3
U2
U4
U1 -U3 -U2+ U4 =0
选定I回路R2的绕行
Us1
R1
+方向，电压参考
-
方向U2与回U3路绕行+ 方 ，U向 相1一 反致 时时 为为 负U4正 。-
一个实际电源可以用两种模型来表示。用电压 的形式表示称为电压源，用电流的形式表示称为电 流源。
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1.7.1 电压源
一、 理想电压源
电源的输出电压与外界电路无关,即电压源输 出电压的大小和方向与流经它的电流无关,也就是 说无论接什么样的外电路,输出电压总保持为某一 给定值或某一给定的时间常数。
R
RO
I
Is
IO RO
+ U
-
而言，如果 将同一负载 R R分别接在 两个电源上
，R上得到
U US IRO IIS UISS / RIOO I IS IO
RUOUs
+US -RO
I
I ROUS U
RO RO
Is
U
RO
IS
RO
US IS RO
IS
US RO
相同的电流 、电压，则 两个电源对 R而言是等 效的。
+
n个电阻并联： R1 R2
RnU –
RU –
1 n 1
R k1 Rk
两并联电阻的分流：
I1
R2 R1 R2
I
I2
R1 R1 R2
Iபைடு நூலகம்
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三、串并联电路
例1.7 求 ab两端口的等效电阻
2 a 2 c
1
a
c
c
4
44
44
4
2
b
4c
d
4
b
d
Rcb
46 46
2.4
Ra b
4 4
3.4 3.4