电压源与电流源
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
电压源和电流源
_
i
uS
u
_
_
i , us非关联
p发= uS i
p吸= - uSi
物理意义： 外力克服电场力做功 ， 发出功率。
i , uS 关联 p吸=uSi p发= –uSi
物理意义：电场力做功 ， 吸收功率。
惯例：非关联，P>0，发出功率。
实际电压源
I
u
R
US
US
0
i
世上没有理想电压源。
其实，理想电阻也不存在。
二、电流源（独立理想化）：
电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压 u 无关。
iS
iS
电路符号
1. 特点： (a) 电流源电流由电流源本身决定，与外电路无关；
直流：iS为常数
交流： iS是确定的时间函数，如 iS=Imsint
(b) 电流源两端电压是由外电路决定。
I 1A
UR
R 1 , I 1A , U 1V R 10 , I 1A , U 10V
i
(1) 负载短路：R=0， i= iS ，u=0 ，电
+
流源被短路。
iS
u
R (2) 负载开路：R，i= iS ，u 。若
_
强迫断开电流源回路，电路模型为病
态，理想电流源不允许负载开路。
4. 实际电流源的产生：
可由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特 性，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光 线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。
i1
i2
+
+
+
_u1
_u1
u2 _
VCVS
{ i1=0 u2= u1 :电压放大倍数
电压源与电流源
1 1 VA R R 2 1 E D 0.4V A
解得：
小结：
1、实际电压源是一个理想电压源和内阻的串联；实际电流源是一 个理想电流源和内阻的并联。 2、电压源与电流源的等效条件：IS=E/RO， RO=RO´ 3、理想电压源和理想电流源相串联时等效为电流源；相并联时等 效为电压源。 4、受控电压源的电压或授控电流源是受电路中其他部分的某个电 压或电流控制的。 5、控制量为零时，受控源的电压或电流也等于零。此时受控电压 源相当于短路，受控电流源相当于开路。
U E
U
IRO
E
Ro越大
斜率越大
I
U E IRo
恒压源中的电流由外电路决定 I a + Uab E _ b
例1
2 R1
2
R2
设: E=10V 则： 当R1接入时 ： I=5A 当R1 R2 同时接入时：I=10A
I
+
a
R
恒压源特性小结
E
_
b
Uab
E I R
E 恒压源特性中不变的是：_____________ I 恒压源特性中变化的是：_____________ 外电路的改变 _________________ 会引起 I 的变化。
相同点：两者性质都属电源，均可向电路 提供电压或电流。
不同点：独立电源的电动势或电流是由非电 能量提供的，其大小、方向和电路 中的电压、电流无关； 受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流的控制。它不 能独立存在，其大小、方向由控制 量决定。
受控源分类
压控电压源 压控电流源 流控电压源 I1 + + U1 I E U E 2 1 -
一、电压源
电压源与电流源
电压源与电流源实际电源有电池、发电机、信号源等。
电压源和电流源是从实际电源抽象得到的电路模型，它们是有源二端元件。
一、电压源电池是人们日常使用的一种电源，它有时可以近似地用一个理想电压源来表示。
理想电压源简称电压源，它是这样一种理想二端元件：它的端电压总可以按照给定的规律变化而与通过它的电流无关。
常见的电压源有交流电压源和直流电压源。
电压源的图形符号如图1-16所示。
图1-16（a）既可表示交流电压源又可表示直流电压源，图1-16（b）仅表示直流电压源符号。
电压源具有以下两个特点：①电压源对外提供的电压总保持定值US 或者是给定的时间函数us（t），不会因所接的外电路不同而改变。
②通过电压源的电流的大小由外电路决定，随外接电路的不同而不同。
图1-17给出了直流电压源的伏安特性，它是一条与横轴平行的直线，表明其端电压与电流的大小无关。
由于实际电源的功率有限，而且存在内阻，因此恒压源是不存在的，它只是理想化模型，只有理论上的意义。
需要说明的是，将端电压不相等的电压源并联，是没有意义的。
将端电压不为零的电压源短路，也是没有意义的。
图1-16 电压源的图形符号图1-17 直流电压源的伏安特性二、电流源理想电流源简称为电流源。
电流源是这样一种理想二端元件：电流源发出的电流总可以按照给定的规律变化而与其端电压无关。
电流源的图形符号如图1-18（a）所示，直流伏安特性如图1-18（b）所示。
图1-18 电流源的图形符号及其伏安特性电流源有以下两个特点：①电流源向外电路提供的电流总保持定值IS 或者是给定的时间函数is（t），不会因所接的外电路不同而改变。
②电流源的端电压的大小由外电路决定，随外接电路的不同而不同。
恒流源是理想化模型，现实中并不存在。
实际的恒流源一定有内阻，且功率总是有限的，因而产生的电流不可能完全输出给外电路。
需要说明的是，将电流不相等的电流源串联，是没有意义的。
将电流不为零的电流源开路，也是没有意义的。
电压源与电流源
课题：电压源与电流源教学目标：1．了解实际和理想电压源和电流源2．掌握电压源与电流源的变换教学重点：电压源与电流源的变换教学难点：电压源与电流源的变换教学过程：2.5 电压源与电流源电源是将其它形式的能量(如化学能、机械能、太阳能、风能等)转换成电能后提供给电路的设备。
本节主要介绍电路分析中基本电源：电压源和电流源。
2.5.1电压源和电流源我们所讲的电压源和电流源都是理想化的电压源和电流源。
1.电压源电压源是指理想电压源，即内阻为零，且电源两端的端电压值恒定不变（直流电压），如图2.17所示。
它的特点是电压的大小取决于电压源本身的特性，与流过的电流无关。
流过电压源的电流大小与电压源外部电路有关，由外部负载电阻决定。
因此，它称之为独立电压源。
电压为Us的直流电压源的伏安特性曲线，是一条平行于横坐标的直线，如图2.18所示，特性方程U = Us （2-26）如果电压源的电压Us=0，则此时电压源的伏安特性曲线，就是横坐标，也就是电压源相当于短路。
图2.17 电压源图2.18 直流电压源的伏安特性曲线2.电流源电流源是指理想电流源，即内阻为无限大、输出恒定电流I S的电源。
如图2.19所示。
它的特点是电流的大小取决于电流源本身的特性，与电源的端电压无关。
端电压的大小与电流源外部电路有关，由外部负载电阻决定。
因此，也称之为独立电流源。
图2.19 电流源 图2.20 直流电流源的伏安特性曲线电流为I S 的直流电流源的伏安特性曲线，是一条垂直于横坐标的直线，如图2.20所示，特性方程I = I S （2-27）如果电流源短路，流过短路线路的电流就是I S ，而电流源的端电压为零。
2.5.2实际电源的模型1. 实际电压源实际电压源可以用一个理想电压源Us 与一个理想电阻r 串联组合成一个电路来表示，如图2.21(a)所示。
特征方程 U = U S –Ir （2-28）实际电压源的伏安特性曲线如图2.21(b)所示,可见电源输出的电压随负载电流的增加而下降。
电压源与电流源
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。
电流源和电压源
电流源和电压源在电路中，电流源（Current Source）和电压源（Voltage Source）是两种非常常见的电子元件。
它们分别被用来提供稳定的电流和电压，以供电路中其他元件使用。
本文将介绍电流源和电压源的基本原理、类型以及在电路设计中的应用。
一、电流源（Current Source）1. 基本原理电流源是能够提供恒定电流的电子元件。
它的基本原理是通过封装在电路中的一系列元件来稳定电流大小，使其在电路中的不同条件下保持恒定。
2. 类型常见的电流源有两种类型，分别为固定电流源和可变电流源。
•固定电流源：固定电流源能够在特定条件下提供确定的电流输出，无论负载的变化如何，它的输出电流保持不变。
在设计电路中，固定电流源常用于提供给特定元件、电路模块或者传感器等所需的固定电流。
•可变电流源：可变电流源则可以根据需要调节输出电流。
通过控制电路中的电压、电阻或电流传感器等元件，可以实现可变电流源的设计。
3. 应用电流源在电路设计中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：•模拟电路：在模拟电路中，电流源可以被用于稳定传感器和放大器的工作。
例如，在温度传感器电路中，电流源可以提供一个稳定的电流，以便产生一个与温度成正比的电压。
•LED驱动：LED（Light-Emitting Diode）驱动电路中常常需要提供一个稳定的电流源，以确保LED的亮度和寿命。
电流源可以通过与LED串联的电阻来实现，从而控制LED的工作电流。
•运算放大器（Operational Amplifier）：运算放大器电路中，电流源可以用于稳定运算放大器的偏置电流。
这对于增强放大器的性能和稳定性非常重要。
二、电压源（Voltage Source）1. 基本原理电压源是能够提供恒定电压的电子元件。
它的基本原理是通过封装在电路中的一系列元件来稳定电压大小，使其在电路中的不同条件下保持不变。
2. 类型常见的电压源有两种类型，分别为固定电压源和可变电压源。
电路中的电流源和电压源
电路中的电流源和电压源电路中的电流源和电压源是电子学中常见的两种基本电源元件。
它们在各个电子设备中起着重要的作用，为电路提供稳定的电流或电压。
本文将介绍电流源和电压源的定义、特点以及在电路中的应用。
一、电流源的定义与特点电流源是一种能够在电路中提供稳定电流的元件。
它可以被看作是一个恒定电流输出的装置，不受外部负载的影响，始终保持输出电流不变。
电流源的主要特点如下：1. 恒定输出电流：电流源能够提供稳定的输出电流，无论外部负载是多大还是多小，输出电流都保持不变。
2. 内部电阻无穷大：电流源内部电阻被认为是无穷大，因此可以看作是电流不受外部负载影响。
3. 串联连接方式：电流源一般与电路中的负载串联连接，以保证输出电流的恒定。
二、电压源的定义与特点电压源是一种能够在电路中提供稳定电压的元件。
它可以被看作是一个恒定电压输出的装置，不受外部负载的影响，始终保持输出电压不变。
电压源的主要特点如下：1. 恒定输出电压：电压源能够提供稳定的输出电压，无论外部负载是多大还是多小，输出电压都保持不变。
2. 内部电阻为零：电压源的内部电阻被认为是零，因此可以看作是电压不受外部负载影响。
3. 并联连接方式：电压源一般与电路中的负载并联连接，以保证输出电压的恒定。
三、电流源和电压源在电路中的应用1. 电流源的应用：电流源常用于需要恒定电流的电路中，例如电流驱动器、传感器电路等。
由于电流源能够提供稳定的输出电流，可以使电路中其他元件正常工作，保证电路的稳定性。
2. 电压源的应用：电压源常用于需要恒定电压的电路中，例如放大器、滤波器等。
由于电压源能够提供稳定的输出电压，可以满足电路中其他元件对电压的需求，保证电路的正常运行。
总结：电路中的电流源和电压源是两种基本的电源元件，它们在电子学中扮演着重要的角色。
电流源提供稳定的输出电流，而电压源提供稳定的输出电压。
它们在各个电子设备中得到广泛应用，保证电路的正常工作。
在设计和搭建电子电路时，我们应根据实际需求选择合适的电流源和电压源，以提高电路的稳定性和可靠性。
电压源、电流源和受控源
受控源的实际应用
受控源在电子设备和系统中用 于实现特定的信号处理或控制
功能。
在放大器和振荡器中，受控源 用于改变电路的增益或频率响
应。
在模拟电路中，受控源用于实 现加法、减法、乘法或除法等 运算。
在传感器和测量系统中，受控 源用于产生激励信号或参考电 压，以便测量其他电路参数。
04
电压源、电流源和受控 源的比较
特性比较
01
02
03
电压源
电压源能够提供恒定的输 出电压，不受负载变化的 影响。
电流源
电流源能够提供恒定的输 出电流，不受负载变化的 影响。
受控源
受控源的输出电压或电流 受外部控制信号的影响， 可以模拟各种电路元件的 特性。
应用比较
电压源
电压源主要用于提供稳定的电压 参考，如模拟电路中的偏置电压。
受控源的输出阻抗与独立电源的输出阻抗不同， 其值可能受到控制量的影响。
受控源的应用
在模拟电路中，受控源可以作为放大器、混频器、乘法器等电子器件使用，实现信 号的放大、频率变换、信号处理等功能。
在数字电路中，受控源可以作为比较器、触发器等电子器件使用，实现信号的比较、 逻辑运算等功能。
在电力电子系统中，受控源可以作为逆变器、斩波器等使用，实现直流电的逆变、 交流电的整流等功能。
05
电压源、电流源和受控 源的实际应用
电压源的实际应用
01
电压源在电子设备和系统中扮演着提供稳定电压的角色，确保设备正 常运行。
02
在电池供电的系统中，电压源负责将电池的化学能转换为电能，为负 载提供稳定的电压。
03
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
_
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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
1-4 电压源和电流源
I 电 流 源 模 型 IS
I
I
+
R0I U
RL
U 0 电流源模型的外特性 U 0 理想电流源的外特性
_
实际电流源的内阻总是有限值，因此当负载增大时， 内阻上分配的电流必定增加，从而造成输出电流随负载的 增大而减小。即实际电流源的外特性也是一条稍微向下倾 斜的直线。
问题与讨论
+
10V － 2A
I
2
I=?
哪个答 案对？
10 I 5A 2 10 I 27A 2 10 4 I 3A 2
? ? ?
高等教育出版社
电工技术基础与技能
【课堂小结】 1.电压源 2.电流源 3.电压源与电流源的等效变换 【课后作业】
“学习辅导与练习”同步训练中的3.7
若电源内阻r ＝，输出电流I＝IS，电源始终输出恒定的电流IS。 把内阻r ＝的电流源叫做理想电流源或恒流源，其电路模型如图（b） 所示。 实际上，理想电流源是不存在的，因为电源内阻不可能为无穷大。
高等教育出版社
电工技术基础与技能
【例1】如图（a）所示为一个实际的电压源模型，已知E＝6V，r＝2， 试通过等效变换的方法将其转换成相应的电流源模型，并标出相应的 参数IS和r。
第四节 电源的模型 1.4 电压源与电流源
电压源 实际电压源 理想电压源 电压源 与电流源 实际电流源 电流源
知 识 分 布 网 络
理想电流源
电压源与电流源等效变换 （重点）
高等教育出版社
电工技术基础与技能
【学习目标】
1.了解电压源与电流源的概念。 2.知道实际电源的电路模型。
电工基础：电压源与电流源
实际电压源及其伏安特性
3）电压源作电源或负载的判定
根据所连接的外电路，电压源电流(从电源内部看)的实际 方向，可以从电压源的低电位端流入，从高电位端流出， 也可以从高电位端流入，从低电位端流出。
前者电压源提供功率；后者电压源吸收(消耗)功率，此时 电压源将作为负载出现。
【例2-2】 如图所示，B部分电路是由电阻R与另一理想电压源Us2=12V
对Us1电压源来说，U、I参考方向非关联，所以Us1吸收功
Psl= UI 6 1 6W
此时Us1不起电源作用，事实上它成了12V理想电压源的负载。
解：(2) 当R→0时，显然
U Us1=6V
I Uab R
Ps1= UI
此时Ps1吸收功率。
2. 电流源
1）理想电流源 理想电流源简称电流源，其输出电流恒定为Is或为一定时间的函数 Is（t），与电流源两端的电压无关，对负载提供比较稳定的电流。
例题2-3电路
解：(2)1A电流源两端的电压包括5Ω电阻上的电压和2V电压源， 因此
U=U1 +2=5+2=7V P=1×7=7W
例题2-3电路
谢谢
串联构成，作为A部分电路Us1=6V的理想电压源的外部电路，电 压U、电流I参考方向如图中所标。求：
01
R=6Ω时电流I、理想电压源Us1吸收功率Ps1
02
R→0时电流I、Us1吸收功率Ps1
解：(1)a点电位Va=6V， b点电位Vb=12V，电压Uab=Va-Vb =6-12=-6V，根据欧姆定律，得电流 I Uab 6 1A R6
理想电流源及其伏安特性
2）实际电流源 实际的电流源可用理想电流源Is和一个内阻Rs并联的电路 模型来表示。
电流源和电压源电路
目 录
• 电流源和电压源的简介 • 电流源和电压源的基本电路 • 电流源和电压源的应用 • 电流源和电压源的实例分析 • 总结与展望
01 电流源和电压源的简介
电流源的定义和特性
定义
电流源是提供恒定电流的电源， 其输出电流不受负载电阻影响。
特性
电流源的输出电流始终保持恒定 ，不受输入电压或负载变化的影 响。
电压源的定义和特性
定义
电压源是提供恒定电压的电源，其输出电压不受负载电流影 响。
特性
电压源的输出电压始终保持恒定，不受输入电流或负载变化 的影响。
电流源和电压源的符号与表示
符号
电流源通常用带有“+”和“-”号 的三角形符号表示，电压源则用带有 “+”和“-”号的方形符号表示。
表示
在电路图中，电流源和电压源可以用 字母表示，如“I”表示电流源， “V”表示电压源。同时，还会标注相 应的电流或电压值以及正负极性。
宽范围可调
为了满足不同应用场景的需求，未来电流源和电压源电路 将具备宽范围可调的特性，以适应不同的输入和输出条件 。
高集成度与微型化
随着微电子技术的不断发展，未来电流源和电压源电路将 更加注重高集成度和微型化的设计，以减小体积和重量， 降低成本。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
应用场景
03
在电路分析和设计中，有时需要将复杂的电路简化为简单的模
型，这时就需要用到电流源和电压源的等效变换。
03 电流源和电压源的应用
电流源的应用
驱动负载
电流源可以提供稳定的电 流，用于驱动各种电子设 备或机械装置。
保护电路
什么是电路的电流源和电压源
什么是电路的电流源和电压源电流源和电压源是电路中常见的两种基本元件，它们在电路中扮演着重要的角色，用于提供电流和电压以供电路正常运行。
本文将详细介绍电流源和电压源的定义、特点以及在电路中的应用。
一、电流源电流源是指能够稳定输出电流的电子元件或设备。
它可以提供恒定电流，不论负载电阻的变化如何。
电流源的主要特点是输出电流恒定，内部电阻无穷大。
1.1 电流源的定义电流源是电路中一种能够稳定输出电流的元件或设备，其输出电流保持不变，不受外部负载电阻的影响。
电流源可以理解为一个恒定的电流供应器。
1.2 电流源的特点（1）输出电流恒定：无论外部负载电阻如何变化，电流源都能提供稳定的输出电流。
（2）内部电阻无穷大：电流源的内部电阻可以视作无穷大，即理想情况下，电流源对外部电路的影响可以看作完全不受阻抗匹配的影响。
1.3 电流源的应用电流源在电路中有广泛的应用，例如：（1）电路分析：在电路分析中，常常使用电流源来简化复杂的电路模型，便于计算和分析。
（2）传感器供电：电流源可以用于为各种传感器提供恒定的电流，保证传感器工作的可靠性和稳定性。
（3）模拟电子设备：在一些模拟电子设备中，电流源被用来提供精确的电流控制。
二、电压源电压源是指能够稳定输出电压的电子元件或设备。
它可以提供恒定电压，不论负载电流的变化如何。
电压源的主要特点是输出电压恒定，内部电阻为零。
2.1 电压源的定义电压源是电路中一种能够稳定输出电压的元件或设备，其输出电压保持不变，不受电流变化的影响。
电压源可以理解为一个恒定的电压供应器。
2.2 电压源的特点（1）输出电压恒定：无论外部负载电流如何变化，电压源都能提供稳定的输出电压。
（2）内部电阻为零：电压源的内部电阻可以理想化为零，即不会对外部电路产生电阻损失。
2.3 电压源的应用电压源在电路中有广泛的应用，例如：（1）电路建模：在电路建模和仿真中，电压源经常被用来代替实际的电源，简化电路模型的复杂性。
电压源与电流源
常用的干电池和可充电电池
实验室使用的直流稳压电源
示波器 稳压电源
用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。
一、独立电压源
独立电压源有两种电路模型，理想电压源和实际电压源模型
1.理想电压源 理想电压源的电路模型如图（a）所示。理想电压源的端
电压u(t)是一个给定的时间函数，不随流过电压源的电流
即 Uab US ；
（2）电源中的电流由外电路决定。
例如图示电路中电阻值变化时，电压源的电压不变，电 路中的电流 i 和发出功率 p 会发生变化。
R / 1 2 10 20 100 i / A 10 5 1 0.5 0.1 0 P /W 100 50 10 5 1 0
恒压源特性小结
Ia
+ US _
p=ui（大于零）
其发出功率为
p=ui（小于零）
当p>0，即电压源工作在i-u平
面的一、三象限时，电压源实际吸
P>0
收功率。
当p<0，即电压源工作在i-u平
面的二、四象限时，电压源实际
P<0
发出功率。
理想电压源的特点 （恒压源）
Ia
+
+
US _
Uab _
b
Uab
伏安特性
US
I
特点：(1）输出电 压不变，其值恒等于电压源。
【例1-5】在图1-22中，U S 4V , I S 2A ，试求当 R 1
R 2, R 4 时，输出电流 I ? 并分析理想电压源
和理想电流源的工作状态。
【解】（1）当 R 1 时
I US 4A R
电阻吸收的功率 P UI 16W
理想电流源发出的功率为 P U S I S 8W
电路中的电压源与电流源
电路中的电压源与电流源在电路中，电源是提供电能给电路中的元件进行正常工作的设备。
电路中常见的两种电源是电压源和电流源，它们的作用和性质有所不同。
一、电压源电压源是一种将电能转化为电势差的设备，通过电势差来驱动电流在电路中流动。
它可以提供一个稳定的电压输出，不受电流变化的影响。
电压源的符号常用V表示。
电压源有两种类型：理想电压源和非理想电压源。
1. 理想电压源理想电压源是一种精确提供稳定电压的设备，其输出电压不受外部条件的影响，可以看作是一个完全独立的电源。
理想电压源的电压输出不会因电路中其他元件的电流变化而改变。
它的电动势可以一直保持不变。
2. 非理想电压源非理想电压源是实际应用中常见的一种电压源，其输出电压会受到电路中其他元件的电流变化的影响。
在实际电路中，非理想电压源的输出电压可能有一定的内阻，并且在不同负载下其输出电压会有所变化。
二、电流源电流源是一种将电能转化为电流的设备，通过提供稳定的电流来驱动电路中的元件正常工作。
电流源的符号常用I表示。
电流源也有两种类型：理想电流源和非理想电流源。
1. 理想电流源理想电流源是一种输出电流不受外界条件限制的设备，其输出电流可以一直保持不变。
在理想条件下，电流源可以看作是一个完全独立的元件，其输出电流与电路中的其他元件无关。
2. 非理想电流源非理想电流源是一种实际应用中常见的电流源，其输出电流会受到电路中其他元件的电压变化的影响。
在实际电路中，非理想电流源的输出电流可能有一定的内阻，并且在不同负载下其输出电流会有所变化。
三、电压源与电流源的应用电压源和电流源在电路中有着不同的应用场景。
1. 电压源的应用电压源常用于需要提供稳定电压的场合，例如电池、稳压电源等。
在电子设备中，电压源可以为芯片、集成电路等提供恒定的工作电压，确保它们正常运行。
2. 电流源的应用电流源常用于需要提供恒定电流的场合，例如电子测量仪器、电流源驱动的灯光设备等，其能够保证元件正常工作所需的电流不会发生变化。
电压源与电流源
d d b I=(24-36) /(4+6+10)=-0.6A
b
思考：如图，求ab间的最简等效电路 12 a
12 a 5 b
12 + 10V 5 2A
12 + 10V-
2A
b a
2A
5
b
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
IS= IS1 + IS2
a IS1 IS2 b
a IS
b
4. 电压源与电流源的等效变换
对于负载来说只要端电压和流过电流不 变,则两个电源对负载的作用效果就相同。 一个实际的电源即可以用电压源模型表 示,也可以用电流源模型表示吗？ 实际电压源和电流源可以等效变换吗？
R5
R4
Ed I1 I 3 R1 // R2 // R3 R d R1 // R2 // R3 E4 I S R4
E4
+ -
Ed E4 I Rd R5 R4
例. 如图，求U=? a 5 10V 10V 6A b a
可视为 不存在
a
+ 5 U _
2A
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。
例1-1
在图中所示电路中，计算电阻 R2 的电流 I2。 Us2 A R
+ 1
Is
6A
R1 8Ω B
18V
I2 U s 4 Ω
-
R +2
1.5.3 电压源与电流源的等效变换
+ E – R0 电压源 由图a： U = E－ IR0 等效变换条件: E = ISR0 I + U – RL IS
电路基础原理中的电压源与电流源解析
电路基础原理中的电压源与电流源解析电路是电子工程中最基本的概念之一，而电压源与电流源则是电路中最基本的元件。
它们分别代表电路中产生电势差和电流的源头。
在本文中，我们将对电压源与电流源进行详细解析，并讨论它们在电路中的应用。
1. 电压源电压源是一个能够提供稳定电压的元件。
它的作用是将电能转化为电势差，推动电子流动。
在电路中，电压源可以看做一个独立的能源，不受电路的其他部分影响。
电压源的符号通常为一条平行的两端带有加号和减号的线段。
它的正极表示高电势端，负极表示低电势端。
电压源可以是直流电压源，也可以是交流电压源，根据不同的应用需求来选择。
在电路中，电压源可以用来提供电子所需的电势差，推动电子从高电势端流向低电势端。
它是电路中各个元件之间的驱动力。
当电路中存在多个电压源时，它们可以串联或并联连接，得到不同的电压供应。
2. 电流源电流源是一个能够提供稳定电流的元件。
它的作用是将电能转化为电子流动。
与电压源类似，电流源也可以看做一个独立的能源，不受电路的其他部分影响。
电流源的符号通常为一个带有箭头的线段。
箭头的方向表示电流的流动方向，它从正极流向负极。
电流源可以是直流电流源，也可以是交流电流源。
在电路中，电流源可以用来提供电子所需的电流，推动电子在电路中流动。
它是电路中各个元件之间的供给。
当电路中存在多个电流源时，它们可以串联或并联连接，得到不同的电流供应。
3. 电压源与电流源的应用在实际的电子工程中，电压源与电流源的应用非常广泛。
它们在电路的设计与分析中起着重要的作用。
在直流电路中，电压源常常用于为电路提供稳定的电压供应。
例如，直流电源可以为电子设备提供所需的稳定直流电压。
电流源则常常用于驱动负载电阻，使其产生稳定的电流。
在交流电路中，电压源和电流源均扮演着重要的角色。
交流电路中的电压源可以通过变压器的原理来实现。
而交流电路中的电流源可以采用振荡器等方式来产生。
它们分别提供了电路中所需要的稳定的电压和电流。
电压源和电流源的区别
由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界是不存在的，但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。
注意：电压源不允许短路，电流源不允许开路！
（1）电压源
a．理想电压源：输出电压恒定的二端元件称为理想电压源。其输出电压与外电路无关，内阻为零。
b．实际电压源：输出的电压随流过它的电流变化而变化的二端元件。
常见的电压源电流源
a．理想电流源：输出电流恒定的二端元件称为理想电流源。其输出电流与外电路无关，内阻无穷大。
电流学中的电压源与电流源分析
电流学中的电压源与电流源分析电流学是研究电流、电压和电阻等电学现象的学科。
在电流学中，电压源和电流源是两个重要的概念，它们在电路分析和设计中起着至关重要的作用。
本文将从电压源和电流源的定义、特性以及在电路分析中的应用等方面进行探讨。
一、电压源的定义与特性电压源是一种能够提供稳定电压输出的器件或元件。
它的主要特点是在不同负载下输出的电压保持不变。
根据输出电压的极性，电压源可以分为正极性电压源和负极性电压源。
正极性电压源的输出电压的正极性始终与负极性相对，而负极性电压源则相反。
电压源的电压输出可以通过直流电源或交流电源实现。
直流电压源通过直流电池或直流发电机等设备提供稳定的电压输出。
交流电压源则通过交流发电机或变压器等设备将交流电转换为稳定的电压输出。
电压源还有一个重要特性是其内阻。
内阻是指电压源内部的电阻，它会影响电压源输出电压的稳定性和负载特性。
内阻越小，电压源在不同负载下输出电压的稳定性越好。
二、电流源的定义与特性电流源是一种能够提供稳定电流输出的器件或元件。
它的主要特点是在不同负载下输出的电流保持不变。
根据输出电流的方向，电流源可以分为正方向电流源和负方向电流源。
正方向电流源的输出电流的方向始终与负方向相对，而负方向电流源则相反。
电流源的电流输出可以通过直流电源或交流电源实现。
直流电流源通过直流电池或直流发电机等设备提供稳定的电流输出。
交流电流源则通过交流发电机或变压器等设备将交流电转换为稳定的电流输出。
电流源的另一个重要特性是其内阻。
与电压源类似，电流源也存在内阻，它会影响电流源输出电流的稳定性和负载特性。
内阻越小，电流源在不同负载下输出电流的稳定性越好。
三、电压源与电流源在电路分析中的应用电压源和电流源在电路分析中起着重要的作用，它们可以模拟电路中的电压和电流信号，简化电路分析的复杂性。
在电路分析中，电压源可以用来模拟电路中的电源或电压信号。
通过连接一个恒定电压的电压源，可以使得电路中的某个节点保持恒定电压。
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RO +
E-
Ia
Uab
b
I' a
IS
RO'
b
(4)只要一个电动势为E的理想电压源和某个电阻R串
联的电路，都可以化为一个电流为IS 的理想电流 源和这个电阻并联的电路。
例3 将图8中的电压源转化为等效电流源，并画出等效电路。
解:
IS
VS RS
100V 47
2.13 A
内阻相等。 所以图9所示即为等效电路。
a
恒流源特性小结
I
Is
b
Uab R
U ab I s R
理想恒流源两端 可否被短路？
恒流源特性中不变的是：_______I_s _____ 恒流源特性中变化的是：_____U__a_b_____
___外__电__路__的__改__变____ 会引起 Uab 的变化。
Uab的变化可能是 ____大__小_ 的变化， 或者是 __方__向___的变化。
不同点：独立电源的电动势或电流是由非电 能量提供的，其大小、方向和电路 中的电压、电流无关； 受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流的控制。它不 能独立存在，其大小、方向由控制 量决定。
受控源分类
压控电压源 压控电流源 流控电压源
U1
+ -
E
U1
I1
I2
+E
-
流控电流源 I1
I2
E U1 I2 g U1 E r I1 I2 I1
伏安特性
U
E
IRO
I
Ro越大
斜率越大
恒压源中的电流由外电路决定 Ia
E
+ _
Uab
2 R1
R2
2
b
例1 设: E=10V
则： 当R1接入时 ： I=5A 当R1 R2 同时接入时：I=10A
恒压源特性小结 Ia
+
E_
R
b
Uab
IE R
恒压源特性中不变的是：_____E________
恒压源特性中变化的是：_____I________
解：根据节点电位法
Es + 20V -
R1 R3
2A
R2 1
Is
B
设 VB = 0，即选择节点电压方向从A到B
I2
+ _ ED
则：
VA
1 R1
1 R2
ES R1
IS
ED R2
ED 0.4VA
解得：
小结：
1、实际电压源是一个理想电压源和内阻的串联；实际电流源是一 个理想电流源和内阻的并联。 2、电压源与电流源的等效条件：IS=E/RO， RO=RO 3、理想电压源和理想电流源相串联时等效为电流源；相并联时等 效为电压源。 4、受控电压源的电压或授控电流源是受电路中其他部分的某个电 压或电流控制的。 5、控制量为零时，受控源的电压或电流也等于零。此时受控电压 源相当于短路，受控电流源相当于开路。
2A 10Ω 5Ω
(a)
(b)
5 I2 10 5 3 1A
I1 I2 2 1 2 1A
I2
3A 10Ω 5Ω
(c)
四、受控源
受控源：电压或电流受电路中其他部分的电压或电流控制。
ib
ic= ib
ic
ib
C
rbe
BE
三极管
独立源和非独立源的异同
相同点：两者性质都属电源，均可向电路 提供电压或电流。
例4 将图（a）中的电流源转化为等效电压源，并画出其等效电路。
解： VS I S RS 10ｍ A1.0 ＝10V
内阻相等。 所以等效电路如图（b）
例5 用电源等效变换的方法求图（a）电路中的电流I1和I2。
解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得：
I2
I1
5Ω
2A 10Ω +
5V
－
I2
1A
+ -
E U1
VCVS
I2 g U1
+ -
E r I1
VCCS
CCVS
I2 I1
CCCS
计算、分析受控源电路的一般原则：
电路的基本定理和各种分析计算方 法仍可使用，只是在列方程时必须增加 一个受控源关系式。
例6 电路参数如图所示 I1 2 A 2
ED= 0.4 UAB
求：I1、 I2
电压源与电流源及其等效变换:
电路元件主要分为两类：
a) 无源元件—电阻、电容、电感。
b) 有源元件—独立源、受控源 。 • 独立电源是指不受外电路的控制而独立存在的电源; • 受控电源是指它们的电压或电流受电路中其他部分 的电压或电流控制的电源。
任何一个实际电源（不论是独立电源还是受控源）在进行 电路分析时，都可以用一个电压源或与之等效的电流源来 表示。
___外__电__路__的__改__变____ 会引起 I 的变化。
I 的变化可能是 ___大__小__ 的变化，
或者是_方__向____ 的变化。
二、电流源
1.理想电流源 （恒流源)
RO= 时的电流源
Ia
Uab
伏
Is
Uab
b
安
I
特 性
IS
特点：
（1）输出电流恒定
（2）理想电流源内阻为无穷大（ RO= ）
（3）输出电压由外电路决定 （4）理想电流源不能开路，不能串联使用
2. 实际电流源
电 流 源 模 型
IS
Ia
Uab RO
b
I IS Uab Ro
Uab
RO
外 特
性
Is I
RO越大
特性越陡
恒流源两端电压由外电路决定
I
Is
U
R
例2 设: IS=1 A
则: R=1 时， U =1 V
R=10 时， U =10 V
恒压源与恒流源特性比较
恒压源
恒流源
I
a
不 变
_+E
Uab
Uab = E
（常数）
Is
量
b
Ia
Uab b
I 定， I 的大小、方向均为恒定，
外电路负载对 Uab 无影响。 外电路负载对 I 无影响。
输出电流 I 可变 -----
变
化
I 的大小、方向均
量
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
三、电压源与电流源的等效变换
I
+
Ro
+
U
Us
－
－
I+
Is
Ro
U
－
电压源与电流源对外电路等效的条件为：
U s Is Ro 或
Is
Us Ro
且两种电源模型的内阻相等。
等效变换的注意事项：
(1) “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。
RO +
E-
Ia
Uab
b
I' a
IS
RO'
b
（RO不消耗能量） 对内不等效 （RO‘消耗能量）
(2)恒压源和恒流源不能等效互换。
+
E-
Ia
Uab
b
I' a
IS
b
(3)电源等效互换时，恒压源 E 与电源内阻 R0的串 联，恒流源 IS 与电源内阻 R0 的并联，且转换前 后 E 与 Is 的方向保持不变。
一、电压源
1.理想电压源 （恒压源）
RO= 0 时的电压源
Ia
Uab
+
E_
Uab
E
b
伏安特性 I
特点：
（1）理想电压源的端电压恒定。
（2）电源内阻为 “RO= 0”。
（3）电源中的电流由外电路决定。 （4）理想电压源不能短路，不能并联使用。
2. 实际电压源
电压源模型
I
RO
+
U
E
-
U E IRo