电压源与电流源
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
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。
电路中的电流源与电压源分析
电路中的电流源与电压源分析电路中的电流源和电压源是电子电路中常用的两种基本元件，它们在电路设计和分析中起着重要的作用。
本文将对电流源和电压源的特性、工作原理以及在电路中的应用进行详细分析。
1. 电流源的特性与原理电流源是一种能够输出稳定电流的电子元件。
在电路中，电流源可以看作是恒定电流的产生器，其输出电流与外部负载无关。
电流源分为理想电流源和实际电流源两种类型。
1.1 理想电流源理想电流源是指输出电流恒定、不受外部电路影响的电源。
其特点如下：（1）输出电流为恒定值，不受负载变化的影响；（2）内部电阻为无穷大，不消耗能量；（3）输出电压可以根据负载的需要自动调整。
1.2 实际电流源实际电流源与理想电流源相比，会受到一定的限制和影响，其特点包括：（1）输出电流有一定的波动，受负载变化的影响；（2）内部存在一定的电阻，会产生能量损失；（3）输出电压与负载的连接方式有关，需要通过外部元件进行调整。
2. 电压源的特性与原理电压源是一种能够输出固定电压的电子元件，它可以看作是恒定电压的发生器。
在电路分析中，电压源是非常常见的电路元件。
电压源可以分为理想电压源和实际电压源两种类型。
2.1 理想电压源理想电压源是指输出电压稳定、不受外部电路影响的电源。
其特点如下：（1）输出电压为恒定值，不受负载变化的影响；（2）内部电阻为零，不消耗能量；（3）输出电流可以根据负载的需要自动调整。
2.2 实际电压源实际电压源与理想电压源相比，存在一定的限制和影响，其特点包括：（1）输出电压有一定的波动，受负载变化的影响；（2）内部存在一定的电阻，会产生能量损失；（3）输出电流与负载的连接方式有关，需要通过外部元件进行调整。
3. 电流源与电压源的应用电流源和电压源在电路设计和分析中有广泛的应用，下面将介绍它们在不同电路中的具体应用。
3.1 电流源的应用电流源主要应用于需要恒定电流的电路中，例如：（1）电流源在恒流驱动电路中起到稳定输出电流的作用；（2）电流源在放大电路中作为驱动源，提供恒定的电流信号；（3）电流源在稳压电路中通过与负载相连，确保负载得到稳定的电流。
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
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。
电压源与电流源的特性与应用
电压源与电流源的特性与应用电压源和电流源是电路中常见的两种信号源。
它们分别以稳定的电压和电流作为输出，具有不同的特性和应用。
在本文中，我们将探讨电压源和电流源的工作原理、特性以及它们在电路设计中的具体应用。
一、电压源的特性与应用1. 电压源的工作原理电压源是一个能够提供稳定电压输出的信号源。
它通过内部电路将输入电能转化为恒定的电压输出。
常见的电压源包括直流电池、稳压二极管和运放等。
2. 电压源的特性电压源具有以下特性：（1）输出电压稳定性高：电压源能够提供相对稳定的输出电压，在电路设计中对电压的要求较高时往往选择使用电压源。
（2）内部电阻较高：电压源的内部电阻较大，因此在连接负载电路时，输出电压容易受到负载电阻的影响，导致电压下降。
（3）电压源的输出电流能力较低：电压源的输出电流能力一般相对较弱，不能提供过大的电流。
3. 电压源的应用电压源在电路设计中应用广泛，例如：（1）提供电路的供电：电压源可以为电路提供所需的稳定电源，满足各个组件的工作要求。
（2）信号源：电压源可以作为信号源，提供用来检测和测量电路参数的电压信号。
（3）电源调节：通过调整电压源的输出电压，可以实现电路对不同电压的适应性。
二、电流源的特性与应用1. 电流源的工作原理电流源是一个能够提供稳定电流输出的信号源。
它通过内部电路将输入电能转化为恒定的电流输出。
常见的电流源包括电流调整电阻、电流源传感器和恒流源等。
2. 电流源的特性电流源具有以下特性：（1）输出电流稳定性高：电流源能够提供相对稳定的输出电流，在电路设计中对电流的要求较高时往往选择使用电流源。
（2）内部电阻较低：电流源的内部电阻较小，因此在连接负载电路时，输出电流受到负载电阻的影响较小。
（3）电流源的输出电压能力较低：电流源的输出电压能力一般较弱，不能提供过大的电压。
3. 电流源的应用电流源在电路设计中也有广泛的应用，例如：（1）驱动电路：电流源可以作为驱动信号，用来控制和驱动各种载荷的电流。
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
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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
电压源和电流源转化计算
电压源和电流源转化计算
电压源和电流源之间有以下转化关系：
1. 电压源转化为电流源：
将电压源转化为电流源需要用一个电阻来连接两个端口。
假设电压源的电压为V，电阻为R，连接两个端口的电流为I，则根据欧姆定律可以得到：
V = IR
此时，电压源就被转化为了一个电流源，其电流为I。
2. 电流源转化为电压源：
将电流源转化为电压源需要用一个电阻来连接两个端口。
假设电流源的电流为I，电阻为R，连接两个端口的电压为V，则根据欧姆定律可以得到：
V = IR
此时，电流源就被转化为了一个电压源，其电压为V。
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
+
US
+
-
US2 -
b
b
例题：
a
a
R
US
US
b （a）
b
a
a
IS
US
US
b （b）
b
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
IS= IS1 + IS2
a
a
IS1
IS2
b
IS b
例题：
a
a
R
IS
IS
b (a)
b
a
a
IS
+
US-
b (b)
IS b
4. 电压源与电流源的等效变 换
电压源与电流源
一、电压源
1.理想电压源
I
特点: (1)输出电压恒定U=US；
(2)输出电流取决于外
US
U
电路；
(3)内阻 RS = 0。
直流电压源(恒压源) 伏安特性： 也可用下图符号表示
I U
US
U
US
0
I
2. 实际电压源
I
伏安特性:
U
US
U
US
RS
0
I RS I
U = US－IRS 当RS << R 时， RS≈0， U= US
0 电路。
U
理(想3)电内流阻源R伏S=安∞特性
2. 实际电流源
I
I
IS
RS
U IS
U / RS
I = IS－U／RS
0
U
实际电流源伏安特性
U
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。
电流源和电压源
电流源，即理想电流源，是从实际电源抽象出来的一种模型，其端钮总能向外部提供一定的电流而不论其两端的电压为多少。
电压源，即理想电压源，是从实际电源抽象出来的一种模型，在其两端总能保持一定的电压而不论流过的电流为多少。
电流源具有两个基本的性质：第一，它提供的电流是定值I或是一定的时间函数I(t)与两端的电压无关。
第二，电流源自身电流是确定的，而它两端的电压是任意的。
电压源具有两个基本的性质：第一，它的端电压定值U或是一定的时间函数U(t)与流过的电流无关。
第二，电压源自身电压是确定的，而流过它的电流是任意的。
电压源，就是能够提供电压的电源。
是生活中最常见的一类电源，干电池，铅酸电池，锂电池都是这种电压源。
从模型上来分，我们又分为直流源，交流源，也有其他形式的。
须注意，电压源不能短路，否则会导致电流过大，发热烧坏电源或电路。
而在做测试测量等研究中应用，一般使用理想的电压源。
如果电压源的内阻等于零，那么它就叫做理想电压源。
理想电压源输出的路端电压值恒等于电源电动势，且与输出电流的大小无关。
电流源，能够提供稳定电流的电源。
生活中不常见，主要是跟它的工作特性有关。
常见的有太阳能电池板。
它的特点是电流由自身确定，电压由外界电路确定。
电流源不能开路，否则会电压过高烧坏电路。
应用于半导体激光器生产和测试测量科研等领域的电流源，内阻为无穷大，被称为理想电流源。
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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：
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。