电源的等效变换改
电源的等效变换实验报告数据
篇一：实验1电源外特性及等效变换实验1直流电路中的基本测量—电源外特性及等效变换1．学习正确使用常用的直流电表及直流稳压电源。
2．学习测定电压源和电流源的外特性。
3．掌握电压源和电流源等效变换的条件和方法。
4．学习通过实验来实现有源二端线性网络的等效变换。
二、实验原理1．直流电路中基本测量包括对直流电压、电流及电阻的测量。
直流电压和电流的测量，可用万用表的直流电压（DCV）及直流电流（DCmA）档；当要求较高的准确度时，应选用准确度等级为0.5～1.0 级的磁电式直流电压表和直流电流表（本实验采用此类仪表）。
电阻的测量可用伏安法、电桥法，一般情况下，常用万用表的电阻（?）档测量。
测量结果的准确度不仅与仪表的准确度等级有关，还与所选用的量程有关。
2．一个具有一定内阻的电源，可以用电压源模型来表示，也可以用电流源模型来表示。
直流稳压电源在额定电流的范围内，其输出电压不随负载电流改变，近似为恒定值，所以可视为一个恒压源（理想电压源）。
如果用一个模拟电源内阻的电阻与稳压电源串联，即构成一个具有内阻值的电压源。
构成恒流源（理想电流源）的电路有很多形式，本实验利用晶体管的恒流特性，构成一个近似于理想的电流源，其电路如图1.1 （a）所示。
将此恒流电源的（其电流中将a、b两端接R0），便构成了具有一定内阻R0的电流源，如图1.1（b）所示。
(出自:池锝范文网:电源等效变换实验报告)(a) 图1..1恒流源和电流源在保持外特性相同的条件下，电压源模型和电流源模型可以相互等效变换，但恒压源和恒流源不能等效互换。
3．一个有源二端线性网络可用一个恒压源和内阻串联的电路模型来等效。
等效电压源的端电压等于此有源二端网络的开路电压Uo，内阻R0 等于此有源二端网络中，除去独立电源后在其端口处的等效电阻。
这就是戴维宁定理，这个等效电路称为戴维宁等效电路。
本实验用电压源、电流源和电阻元件组成有源二端线性网络，如图2 中外点划线方框所示，用实验中测得的开路电压和短路电流ISC 可以计算有源二端网中R1,R2,R3,R6组成。
电源模型等效变换法
电源模型等效变换法
电源模型等效变换法是一种电路分析方法，用于简化复杂的电源网络。
它基于电气原理，将一个复杂的电源网络转换为一个简单的等效电源模型，使电路分析更加方便和直观。
在电源模型等效变换法中，我们首先需要了解两种基本的电源模型：理想电压源和理想电流源。
理想电压源是一个电气元件，其电压不随电流变化而改变，而理想电流源是一个电气元件，其电流不随电压变化而改变。
当我们面对一个复杂的电源网络时，我们可以使用电源模型等效变换法将其简化为一个等效电源模型。
具体步骤如下：
1. 确定电源网络中的主要元件和其连接关系。
2. 根据实际情况，选择合适的等效电源模型。
如果电源网络中的主要元件是电压源，则将其等效为一个理想电压源，其电压等于原电压源的电压。
如果电源网络中的主要元件是电流源，则将其等效为一个理想电流源，其电流等于原电流源的电流。
3. 将等效电源模型与电路中的其余元件连接起来，形成等效电路。
4. 分析等效电路，使用常见的电路分析方法，如欧姆定律、基尔霍夫定律等，来求解电路中的电流、电压等参数。
通过电源模型等效变换法，我们可以将复杂的电源网络简化为一个等效电源模型，从而简化了电路分析过程。
这种方法在电路设计和故障诊断等领域具有重要的应用价值。
电源及电源等效变换法
用电压源、电流源相互等效的方法进行化简； 3、化简结果，包含所求支路在内是一个简单电路； 4、在简单电路中，求未知的电流或电压。
二、等效变换法举例
例 1：
R1
R2
+
+
E1
E2
--
已知：E1=6V，E2=3V
R3
R1=3Ω，R2=3Ω，R3=6Ω
注意事项：
① 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，
对电源内部则是不等效的。
例：当RL= 时，电压源的内阻 R0 中不损耗功率， 而电流源的内阻 R0 中则损耗功率。
② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。
+
a
E
– R0
IS
b
a–
a
E
R0
+
R0
IS
b
b
a R0
b
③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。
三、电流源变换成等效的电压源
IS
RS
+
-
US ，
RS
已知： IS、RS ，
解： 令 RS=RS
求：
US
， 、RS
US=IS·RS 即可求得等效的电压源。
注意： US的内部电流流向要和IS的流向相一致。
四、说明
1、等效是对外电路而言，两电源内部并不等效。 2、等效变换时，IS 的方向和 US 的极性要关联。 3、和IS 串联的电阻对负载而言为无效电阻。 4、和US 并联的电阻对负载而言为无效电阻。
+ E1 -
R3 + R2 E2 -
2A
电源模型等效变换法
电源模型等效变换法导语：电源模型等效变换法是电路分析中常用的一种方法，通过将电源与负载等效为简单的电路模型，可以更加方便地分析和计算电路的性质和参数。
本文将介绍电源模型等效变换法的原理和应用，并通过实例来说明该方法的具体操作。
一、电源模型等效变换法的原理在电路分析中，电源经常需要与负载连接，而电源的内部结构通常较为复杂，不利于直接进行分析。
为了简化电路的分析过程，人们提出了电源模型等效变换法。
电源模型等效变换法的基本原理是将电源与负载等效为简单的电路模型，从而简化电路的计算。
这样做的好处是可以将电路的分析问题转化为简单电路模型的分析问题，从而更容易得到电路的性质和参数。
二、电源模型等效变换法的应用1. 直流电源的等效模型在直流电路中，常用的电源模型是理想电压源和理想电流源。
理想电压源的等效电路模型是一个电压源与一个串联电阻，而理想电流源的等效电路模型是一个电流源与一个并联电阻。
通过将实际电源与这些等效模型替代，可以更方便地进行电路分析。
2. 交流电源的等效模型在交流电路中，电源常常是交流信号的源波形。
为了分析交流电路的性质，可以将交流电源等效为一个恒定幅度、恒定频率的正弦波信号。
这样，可以将交流电路问题转化为正弦波信号的问题，进而进行分析和计算。
三、电源模型等效变换法的实例操作为了更好地理解电源模型等效变换法的具体操作，下面通过一个实例来说明。
假设有一个电源与一个负载相连接，电源的电压为10V，负载为一个电阻R。
我们需要计算电路中的电流和电压。
我们可以将电源等效为一个理想电压源与一个串联电阻。
假设电源的内阻为r，那么等效电路模型如下图所示：（此处省略图片链接）接下来，我们可以通过串并联电阻的方法来计算电路中的电流和电压。
根据欧姆定律，电流为I=V/(R+r)，其中V为电源的电压，R 为负载电阻，r为电源的内阻。
通过以上的等效变换和计算，我们成功地将复杂的电路问题简化为了简单的电路模型问题，并得到了电路中的电流和电压。
电源等效变换方法及注意事项
电源等效变换方法及注意事项随着社会的不断发展，电子设备已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而电子设备的正常运行离不开电源的支持。
因此，电源的设计与实现也成为电子领域的重要研究方向之一。
电源等效变换方法是电源设计中的一种重要方法，本文将对该方法进行详细介绍，并探讨其注意事项。
一、电源等效变换方法的基本原理电源等效变换方法是一种将电源的输入和输出等效于其他电路的方法。
其基本原理是通过变换电源的输入和输出条件，使得电源的输出电压、电流等参数与其他电路的输入电压、电流等参数等效。
这种方法可以将电源的输出与其他电路进行匹配，从而实现电源的最优设计。
电源等效变换方法可以通过多种方式实现，如变压器变换、电容电感变换等。
其中，变压器变换是最常用的一种方法。
变压器变换可以将电源的输入电压与输出电压进行变换，从而实现电源的等效变换。
变压器变换的基本原理是利用变压器的变比关系，将输入电压转换为输出电压。
变压器变换的结构简单、效率高，因此被广泛应用于电源设计中。
二、电源等效变换方法的应用电源等效变换方法在电源设计中有着广泛的应用。
其主要应用于以下几个方面：1. 电源匹配电源等效变换方法可以将电源的输出电压、电流等参数与其他电路的输入电压、电流等参数进行匹配，从而实现电源的最优设计。
通过电源匹配，可以提高电源的效率、降低功耗，同时减少电源对其他电路的干扰。
2. 电源升降压电源等效变换方法可以通过变压器变换、电容电感变换等方式，实现电源的升降压。
电源升降压可以满足不同电路对电压的需求，从而实现电路的正常运行。
3. 电源稳压电源等效变换方法可以通过变压器变换、电容电感变换等方式，实现电源的稳压。
电源稳压可以保证输出电压的稳定性，从而保证电路的正常运行。
4. 电源保护电源等效变换方法可以通过电源保护电路，保护电源免受过压、过流等异常情况的损坏。
电源保护可以提高电源的可靠性，保证电路的正常运行。
三、电源等效变换方法的注意事项在使用电源等效变换方法时，需要注意以下几个问题：1. 电源等效变换的精度电源等效变换的精度直接影响电源的输出电压、电流等参数的精度。
等效代换公式
等效代换公式
等效代换公式一般指的是用于将复杂的系统或公式进行简化或者等效转换的公式。
这些公式在各个学科领域都有广泛的应用，特别是在物理学、工程学、数学等领域。
以物理学的电源等效变换为例，公式如下：
假设某一实际电压源的伏安特性为U = U s − I R s U=U_s-IR_sU=Us−IRs，某一实际电流源的伏安特性为I = I s − U R s ′I=I_s-\frac{U}{R_s'}I=Is−Rs′U。
改变电流源伏安特性的样式，得到U = I s R s ′ − I R s ′U=I_sR_s'-
IR_s'U=Is Rs′−IRs′。
联立两式，即可得R s = R s ′ R_s=R_s'Rs=Rs′，U s
= I s R s U_s=I_sR_sUs=IsRs。
即两个等效电压的内阻相同，电压值与电流值满足欧姆定律。
请注意，该公式仅限于对实际电源成立，对于内阻为零的恒压源与内阻为无穷的恒流源来说无法进行等效替换。
以上内容仅供参考，如需更具体的公式，建议咨询数学、物理等学科教师或查阅相关教材、文献。
电源的等效变换实验报告数据
1.1电路和电路模型1.1.1电路1.1.2电路模型1.2电流和电压的参考方向1.3功率和能量1.4电阻元件1.5电压源和电流源1.6控制电源1.7基尔霍夫定律1.8运算放大器第2.1章等效的简单转换电阻电路2.2电阻星形连接和三角形连接的等效变换2.3等效功率转换1.7基尔霍夫定律1.7.1知识前提1.7.2现有基尔霍夫定律（KCl）1.7.3基尔霍夫电压定律（KVL）1.8运算放大器2.1等效变换简单电阻电路1.1.1知识的组成部分不会彼此分支。
节点：连接三个或更多分支的点。
路径：两个节点之间的电路。
（包括主干道和支路）流通：封闭路径。
网格：（平面电路）不与其他分支相交的电路。
广义节点：这不是一个真正的问题。
电路的闭合表面可以视为节点。
1.7.2对于任何集总电路中任何节点或闭合表面的基尔霍夫电流定律（KCl），流入或流出节点所有分支的电流的代数总和必须始终为零。
KCl公式中的电流使用参考方向。
KCl的研究对象是给定节点（分析节点内部和外部的电流）1.7.3 Kirchhoff电压定律（KVL）。
对于任何集总电路中的任何环路，所有分支电压的代数总和在任何时候都必须为零。
KVL的研究对象是给定电路的1.8运放（分析电路上的电压）。
我不喜欢它，但是我经常使用它。
互联网上有一条懒鱼咸鱼。
我不能用言语表达我的笔记。
2.1简单电阻电路的等效变换对于具有复杂结构的电阻电路，等效变换方法可以简化原始电路并方便对电路进行分析和计算。
（在高中时，分析电路中经常使用电阻电路的等效变换）在将2.1.1电阻串联的所有电阻值叠加之后，串联电阻串联就可以等效于新电阻。
将所有并联的2.1.2电阻的电导值叠加后，并联电阻可以等于新电阻2.1.3，并且可以将电阻的串联方式从局部串联改为整体等效。
2.2等效电阻星形连接和三角形连接的转换2.3等效功率转换的独立电压源。
电源的等效变换
电源的等效变换电源的等效变换电源是指向电路提供能量的设备或部件。
在电路中，不同类型的电源都有不同的输出性质和特点。
在某些情况下，需要将电源的输出进行等效变换，以满足特定的电路需求。
电源的等效变换是指在不改变电源本身的特性和性能的前提下，利用一定的变换方式和电路，将电源的输出电压、电流等参数进行转换的过程。
电源的等效变换通常涉及两种变换方法：电压变换和电流变换。
一、电压变换电压变换是指利用变压器、稳压器等电路，将电源的输出电压进行变换的方法。
根据实际需要，可以将电压升高或降低，并且保持电压的稳定性。
1.变压器变压器是一种利用电磁感应原理将电压进行变换的设备。
通过在输入端和输出端分别绕制导线，使得输入电压在磁环中产生交变磁场，从而在输出端生成相应的交变电压。
变压器一般用于交流电路中。
2.稳压器稳压器是一种能够在电压发生变化时保持输出电压稳定的电路。
常见的稳压器有三极管稳压器、集成电路稳压器等。
二、电流变换电流变换是指通过电阻电路、变流器等手段，将电源的输出电流进行变换的方法。
根据实际需要，可以将电流增大或减小，并保持电流的稳定性。
1.电阻电路电阻电路是一种利用电阻器将电流进行阻抗变换的方法。
通过改变电阻器的阻值就可以实现电流的变换。
2.变流器变流器是一种能够将电源的直流电压变换成交流电压的装置。
变流器一般用于交流电路中。
以上就是电源的等效变换的基本概念和基本方法。
在实际电路设计中，电源的等效变换是必不可少的。
通过合理的变换方法和电路设计，可以使得电路满足特定的需求，从而达到更加理想的系统性能。
《电工基础》课件——1.8电源等效变换
电源的等效转换
例题
如图3A所示，已知 US1=12V，R1=3Ω，US2=36V，R2=6Ω，R3=8Ω，求R3中的电流I3
依据电路图我们可以看到两 个电压源模型处于并联状态， 且电压、内电阻不相等，无 法进行等效合并，因此需要 把电压源模型转化成电流源 模型。
电源的等效转换
例题
US1转换后
2Ω
等效电路如图3-c所示
电源的等效转换
例题
此时电路变为R0与R3并联的分流电路， 流经R3的电流为
I3
R0 R0 R3
IS
2
2 8
(2)A
0.4A
电源的等效转换
① 电压控制电压源变换为电流源 等效条件 iS=μu1/Rs, GS=1/RS ② 电流控制电压源变换为电流源 等效条件为 iS=γi1/Rs GS=1/RS
R=R1+R2+R3 U=U1+U2+U3 I=U/R=U/(R1+R2+R3)
电源的等效转换
实际电压源和实际电流源存在一定的等效关系， 此等效是指实际电压源和实际电流源端口的的电 压、电流在转换过程中保持不变。
电源的等效转换
独立电压源的伏安特性为端电压U=US-UR=US-RsI 得到方程1 独立电流源的伏安特性为I=Is-Ir=Is-UGs 得到方程2 改变独立电流源伏安特性的样式，求得U=（Is-Ir）/Gs 得到方程3 当满足外部等效
电源的等效转换
③电压控制电流源变换为电压源 等效条件为 US=δU1/Gs RS=1/GS ④电流控制电流源变换为电压源 等效条件为 iS=γi1/Rs GS=1/RS
电源的等效转换 讨论答疑
叠加定理是否仅适 用于直流电路而不 适用于交流电路的 分析和计算？
实际电源的两种模型及其等效变换
2 b
- 3V + 4
e
U 3
4
1.2V
ab
(4 2 4)
a
+
4 Uab -
2 b
思考：如图，求ab间的最简等效电路
12
12
12 + 10V 2A
a 5
b
12 + 10V2A
a 5
b
a
2A
5
b
9、有关受控源
受控电压源、电阻的串联组合和受控电流源、电导 的并联组合也可以用上述方法进行变换。 此时应把受控电源当作独立电源处理，但应注意在 变换过程中保存控制量所在支路，而不要把它消掉。
电流源模型端口短路时, 并联电导Gs中无电流。
i º
i
iS IiS Gs
iS Gs IiS
º
(3) 理想电压源与理想电流源不能相互转换。
4. 多个电压源模型串联
+ us1 - - us2 +
+ usn -
+ us -
R1
R2
Rn
R
us usi
R Ri
5. 多个电流源模型并联 一个节点
is1 G1
例8.
a+ i
uR
i
b-
(a)
ai
+
R
u
-Leabharlann iRb-+
(b)
对(a), 端口VCR为：u=R(i-i)=(1- )Ri 对(b), 端口VCR为：u=Ri-iR=(1- )Ri 对(a) 、(b), 其端口VCR相同， 故(a) 、(b)对外电路等效 注:受控源和独立源一样可以进行两种模型的等效变换。
电源的等效变换实验报告
电源的等效变换实验报告电源的等效变换实验报告引言：电源是现代生活中不可或缺的一部分，它为各种电子设备提供所需的电能。
然而，不同设备对电源的要求各不相同，因此我们需要进行电源的等效变换来满足各种需求。
本实验旨在通过实际操作，探究电源的等效变换原理以及其在不同场景下的应用。
实验一：交流电源的变换在这个实验中，我们使用了一个交流电源，通过变压器将其转换为适合直流设备使用的直流电。
首先，我们将交流电源连接到变压器的输入端，然后通过调节变压器的输出端电压，将其转换为所需的直流电压。
通过测量输出电压和电流，我们可以计算出变压器的效率。
实验结果显示，变压器的效率随着输出电压的增加而降低。
这是因为在转换过程中会有一定的能量损耗，导致输出功率小于输入功率。
此外，我们还发现，当输出电压超过一定范围时，变压器会出现过载现象，导致效率进一步下降。
实验二：直流电源的变换在这个实验中，我们使用了一个直流电源，通过稳压器将其转换为适合交流设备使用的交流电。
稳压器的工作原理是通过调节电阻或晶体管的导通程度来维持输出电压的稳定。
我们通过改变输入电压和负载电流，观察稳压器的输出电压是否能够保持恒定。
实验结果显示，当输入电压发生变化时，稳压器能够自动调节输出电压，使其保持在设定的范围内。
然而，在负载电流发生变化时，稳压器的输出电压会有一定的波动。
这是因为稳压器在调节输出电压时需要消耗额外的能量，而负载电流的变化会影响到这种能量消耗。
实验三：直流到直流的变换在现实生活中，我们经常需要将一个直流电源转换为另一个直流电源，以满足不同设备的需求。
在这个实验中，我们使用了一个DC-DC变换器来实现这种转换。
通过调节变换器的输入和输出电压，我们可以探究其效率和稳定性。
实验结果显示，DC-DC变换器能够高效地将输入电压转换为输出电压，而且在负载电流变化时能够保持输出电压的稳定。
然而，我们也发现，当输入电压超过一定范围时，变换器会出现过载现象，导致效率下降。
第讲电源等效变换30页PPT
+
gU1 U2
-
源
(b) VCCS
电 I1
流
控+
制 电
U1=0 -
压
源
I2
+
+
_ I1
U2 -
(d)CCVS 27
例1：试求电流 I1 。
I1 2 a 1
例2： 试求电流 I1 。
0.2I1
+ –10V
2I1 I2 3A
I1 2 a 3
+10V
I2
解1：I1+2I1= I2 =3 解得：I1 = 1A –
(60+20)W=(36+16+8+20)W 80W=80W
第1章
1.4 受控电源
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。
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。
电流控制电流源(CCCS) 电压控制电流源(VCCS) 电压控制电压源(VCVS) 电流控制电流源(VCCS)
第1章
1.3 独立电源元件
1.3.1 电压源和电流源 1.3.2 实际电源的模型 1.3.3 两种电源的等效互换
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第1章
1.3.1 电压源和电流源
1.电压源
外特性：输出电压与输出电流的关系。
I+
U
+
US_
U
RL
_
O
I
特 1.端电压始终恒定，等于直流电压 US 。
点 2.输出电流是任意的，即随负载(外电路）
UGS= -1 V UGS= -2 V
20
《电源等效变换》课件
03 电源等效变换的方法与技 巧
电源等效变换的步骤
01
ห้องสมุดไป่ตู้
02
03
04
05
确定原始电路
列出原始电路的 电压和电…
进行电源等效变 换
重新列写电压和 电流关系
化简电路
首先明确原始电路的结构 和参数，包括电源、电阻 、电容、电感等元件及其 连接方式。
根据电路结构和参数，列 出原始电路的电压和电流 方程，以便后续分析。
自动控制系统
在自动控制系统中，电源等效变换 可用于模拟不同阻抗元件对系统性 能的影响，优化系统设计和控制效 果。
02 电源等效变换的基本原理
线性电阻电路的等效变换
总结词
线性电阻电路的等效变换是指通过改变电路中电阻的连接方 式，使得电路在输入和输出端表现出相同的电压和电流特性 。
详细描述
线性电阻电路的等效变换基于欧姆定律和基尔霍夫定律，通 过改变电阻的连接方式，使得电路在输入和输出端表现出相 同的电压和电流特性。这种变换可以简化电路的分析和设计 过程。
互感与理想变压器电路的等效变换
总结词
互感与理想变压器电路的等效变换是指将互感线圈和理想变压器转换为等效的电路元件，以便于分析 和计算。
详细描述
互感与理想变压器电路的等效变换是电路分析中的重要方法，可以将互感线圈和理想变压器转换为等 效的电路元件。这种变换可以简化电路的分析和设计过程，并且有助于理解电路的工作原理。互感与 理想变压器电路的等效变换需要考虑磁场耦合和电压、电流的比例关系等因素。
根据需要，将电路中的电 源进行等效变换，如串并 联电阻、电容、电感等元 件，以简化电路。
在完成电源等效变换后， 重新列写电压和电流方程 ，确保变换的正确性。
电源等效变换法练习题
电源等效变换法练习题在电路分析中，电源等效变换法是一种常用的方法。
它的基本思想是将电源及其产生的电流电压转化为等效的电流源或电压源，以简化电路分析。
本文将通过一些练习题来说明电源等效变换法的应用。
1. 电流源转换为电压源考虑一个电路，其中有一个1A的电流源与电阻R并联。
我们希望将这个电流源转化为等效的电压源。
首先，根据欧姆定律，电流源与电阻并联，我们可以得到电环路方程：1A = I + V/R，其中I为等效的终端电流，V为等效的电压源电压。
我们可以将电流源等效为电压源的内阻，假设为Ri，那么根据欧姆定律，我们可以得到等效电压源的电压方程：V = Ri * I。
联立以上两个方程，可以解得：V = 1V，Ri = R。
因此，1A的电流源可以等效为1V的电压源，内阻为R的电路。
2. 电压源转换为电流源现在考虑一个电路，其中有一个5V的电压源与电阻R串联。
我们希望将这个电压源转化为等效的电流源。
根据基尔霍夫电压定律，我们可以得到电压源与电阻串联时的电路方程：5V = I * R + V，其中I为等效的电流源电流，V为等效的绂端电压。
我们可以将电压源等效为电流源的内阻，假设为Ri，那么根据基尔霍夫电压定律，我们可以得到等效电流源的电流方程：I = (5V - V) / Ri = 5V / Ri。
联立以上两个方程，可以解得：I = 5V/R，Ri = R。
因此，5V的电压源可以等效为5V/R的电流源，内阻为R的电路。
3. 电路分析示例现在我们来看一个具体的电路分析示例，以进一步理解电源等效变换法。
假设有一个电路，其中有一个1A的电流源与一个5Ω的电阻串联，再与一个10V的电压源并联。
我们希望求解该电路中的电流和电压。
首先，我们可以将电流源和电压源转换为等效的电压源和电流源。
根据上面的分析，电流源可以等效为1V的电压源，内阻为5Ω。
电压源可以等效为10V/5Ω=2A的电流源，内阻为5Ω。
然后，我们可以将等效的电压源和电流源与电阻进行串并联的简化电路分析。
电源等效变换例题及解析
电源等效变换例题及解析摘要：一、电源等效变换的概念与意义二、电源等效变换的方法与应用1.直流电源等效变换2.交流电源等效变换三、电源等效变换的步骤与注意事项四、电源等效变换在实际工程中的应用案例五、总结与展望正文：一、电源等效变换的概念与意义电源等效变换是指在电路分析中，将复杂的电源系统转换为等效的单一电源，以便于电路的分析和计算。
这种变换能够简化电路模型，提高计算效率，同时保持电路的整体性能不变。
电源等效变换在电路设计、电气工程、通信工程等领域具有广泛的应用。
二、电源等效变换的方法与应用1.直流电源等效变换在直流电路中，根据需要可以将多个直流电源转换为一个等效的直流电源。
等效后的直流电源电压值等于原电源电压之和，等效内阻等于各电源内阻之和。
这种等效变换在复杂直流电路分析中能够简化计算过程。
2.交流电源等效变换对于交流电路，可以根据幅值、相位和内阻等参数将多个交流电源转换为单一等效的交流电源。
等效后的交流电源电压幅值等于原电源电压幅值之和的平方根，相位差为原电源相位差的一半，内阻等于各电源内阻的平方根之和。
这种等效变换在交流电路分析和计算中具有重要意义。
三、电源等效变换的步骤与注意事项1.确定变换的目标：根据电路分析的需要，明确等效变换的目的，如简化电路、降低计算复杂度等。
2.分析原电源系统：分析原电源系统的结构、参数和特性，为等效变换提供依据。
3.选择合适的等效参数：根据电路特性和需求，选择合适的等效参数，如电压、内阻等。
4.进行等效变换：根据等效参数，将原电源系统转换为等效的单一电源。
5.验证等效变换结果：通过电路仿真或实际测试，验证等效变换结果的正确性和有效性。
注意事项：- 在进行电源等效变换时，应确保电路的性能不变，即等效后的电路应与原电路在各项性能指标上保持一致。
- 选择合适的等效参数，既能简化电路分析，又能在一定程度上保持电路的性能。
- 在进行等效变换时，应注意电路中的元器件参数、连接方式等，以免影响等效结果。
电源的等效变换
则两者均可进行等效变换。
第1章 电路分析基础知识
例 1-16
将图 1.45 中三个电路的电压源等效变换为电流
源，电流源等效变换为电压源。
例1.45 例1-16图
第1章 电路分析基础知识 解 (1) 图1.45（a）的解见图1.46。
6 I S 3(A) 2 R0 2
(2) 图1.45（b）的解见图1.47。
第1章 电路分析基础知识
图1.40 (a) 电源为电池； (b) 电源用电压源表示
第1章 电路分析基础知识 在等效电路中，电源用一个定值的电动势US和一个内部电 阻压降 R0I来表示，该电路称为电压源等效电路，简称电压源。 在电压源中，如果令R0=0，则
U=US
因为US通常是一恒定值， 所以这种电压源称为理想电压源， 又称为恒压源。理想电压源是一个具有无限能量的电源，它能 输出任意大小的电流而保持其端电压不变。
第1章 电路分析基础知识
1. 电压源
图1.40中的电源为电池。它的电动势E和内电阻R0从电路结
构上是紧密地结合在一起, 不能截然分开的。 但为了便于对电
路分析计算 , 可用 US 和 R0 串联的电路来代替实际的电源，如图 ＋ 1.40（b）所示。 在电压源中的电动势符号用 符号来 US 表示。 － 只要两个电源电路的外电路上电压、电流关系相等，两电 源的外特性一致， 这个新电路就与原电路等效。 所以图 1.40 （a）可用图1.40（b）来等效代替。
IS＝Ii＋I
(1-26)
第1章 电路分析基础知识 根据上式， 可作出电源的另一种等效电路， 如图1.42所示。
图1.42 电流源电路
对外电路来说，则图1.42和图1.40(b)两个电路的端电压U、 电流I两者完全一
实验三电源等效变换
实验三电源的等效变换一、实验目的1. 验证电压源与电流源等效变换的条件。
2. 掌握电源外特性的测试方法。
二、实验原理一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可看成是一个电流源。
若视为电压源，则可用一个理想的电压源E 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I S与一个电导G0相并联来表示。
若它们向同样大小的负载提供同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有同样的外特性。
三、实验设备GDDS实验装置DGJ实验装置序号名称型号与规格数量备注序号名称型号与规格数量备注1 直流稳压电源2 1 直流稳压电源+6V、+12V切换12 直流电压表JDV-21 1 2 直流可调恒流源0~200mA 13 直流毫安表JDA-21 1 3 直流数字电压表14 变阻箱D01 1 4 直流数字毫安表15 直流电路实验单元D02 5 可调电阻箱0~99999.9 1 DGJ-056 电阻器100Ω、1KΩ、200Ω6 电阻器100Ω、1KΩ、200Ω1 DGJ-05四、实验内容图3-1 实验线路图五、实验注意事项1. 在测试电压源外特性时，不要忘记测空载时的电压值；在改变负载时，不容许负载短路。
测试电流源外特性时，不要忘记测短路时的电流值，在改变负载时，不容许负载开路。
2. 换接线路时，必须关闭电源开关。
3. 直接仪表的接入应注意极性与量程。
六、预习思考题电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势时，理想电压源与理想电流源的输出在任何负载下是否保持恒值。
七、实验报告1. 根据实验数据绘出电源的外特性。
2. 根据实验数据，验证电源等效变换条件的正确性。
3. 误差原因分析。
4. 实验小结及其他。
电源等效变换法
Is
11
R5
R1 R2
I
I1
I3 R3 R4
Is
R5
I1+I3
I
R4 Is
R1//R2//R3 12
R5
I1+I3
I R4
R1//R2//R3
IS Rd
R5
I
R4
+ - Ed
Ed I1 I3 R1 // R2 // R3
+ E4 -
Rd R1 // R2 // R3
E4 IS R4
I Ed E4 Rd R5 R4
换前后对外伏--安特性一致），对内不等
a效。I
a
I'
Uab RL
Is
b
RO'
Uab' b RL
例如：
时 对内不等效
对外等效
RL
RO中不消耗能量 RO'中则消耗能量
U ab U ab E
I I 0
6
(2) 注意转换前后 E 与 Is 的方向
a
I RO
+
E- b
I' a
Is
RO'
b
E向与一IS致方 ！
RO'
Uab'
IS
b
等效互换的条件：对外的电压电流相等。
即：外特性一致
I=I' Uab = Uab'
4
电压源
I a
RO +
Uab
E-
b
Is E Ro Ro ' Ro
Is
电流源
I'
a
Uab'
RO'
电源等效变换
电源等效变换
电源等效变换（equivalenttransformationbetweensources）是2015年公布的计量学名词，出自《计量学名词》第一版。
定义：带内阻的电压源与带内阻的电流源互相替代的一组变换公式。
拓展知识：
电源是将其它形式的能转换成电能并向电路（电子设备）提供电能的装置。
电源自“磁生电”原理，由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源，及烧煤炭、油渣等产生电力来源。
常见的电源是干电池（直流电）与家用的110V至220V交流电源。
优质的电源一般具有FCC、美国UL和中国长城等多国认证标志。
这些认证是认证机构根据行业内技术规范对电源制定的专业标准，包括生产流程、电磁干扰、安全保护等，凡是符合一定指标的产品在申报认证通过后，才能在包装和产品表面使用认证标志，具有一定的权威性。
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2
i
7
（c）
（d）
由图（d）可求得：i 9 4 0.5A
1 27
X
例题3 将图（a）所示电路简化成等效电压源。
解：先对电路进行等效变换，过程如图(b)、(c)所示。
3u
6u 2
+
+
2
1A
2
u
2 2
u
2V
2
-
-
（a）
6u
2 i
+ 1
u 1V
-
（c）
（b）
i
3
+
7
u
1
7V
-
（d）
X
解续
对图（c）求端口的VCR，有：
X
工程应用——散热风扇的速度控制
点火开关
低R 30A保险丝 3
2 R
12V
开关 1
高
R
电扇电动机
散热风扇电路原理图
X
i
5
1A
3A
i +A
5 u
-
B
A
u
B
i
A +
5
+
u
15V
-B
X
例题2 求下图所示电路中的电流i。 解：利用电源的等效变换将图（a）所示电路逐步化
简为图（d）所示电路，变换过程如图（b）、 （c）所示。
2 2
2
6A
6V
2A 2
i 7
3A 2 6A
2A
2
i 7
（a）
（b）
X
解续
2
9A
2A
i
1
7
4V 1
us Rs
Rs Rs' , us Rs' is
如果
Rs Rs' us Rs' is
则二者等效
is
i +A
Rs' u
B
u i is Rs' u Rs' is Rs' i
X
例题1 将如图所示的单口 (二端)网络化为最简形式。
解：
10V
2A
iA
5
1A
u
5V
B
i
1A
+A
5
u
B
10V
R1
R1R2 R2 2
R2
i
i1 + a
R1 u
-b
（a）
i
a
2i1
i1
+
R2
R2
R1 u
-b （b）
X
说明
当 R1 R2 2 时，Rab 0 当 R1 R2 2 时，Rab 0 （为负电阻） 该题中对图（b）不能再进行化简，因为继续化简将 使控制量 i1消失。在含有受控源的电路中一定要保留 控制量。
u 2i 6u i 1
即 u 1 3i 77
等效电压源如图（d）所示。
X
例题4 求图（a）所示单口网络的等效电阻。
解：先将电路等效变换为如图
（b）所示，由图可得：
2i1
i i1
i1
u R1
u R22i1 R2 NhomakorabeaR2 R2
2
i1
u R2
i R1 R2 2 u R1 R2
Rab
u i
换（替代），等效电压源的电压是相串联的各电压
源电压的代数和。
思考：电压源能否并联？
X
1.电源的等效变换
1.2 电压源的并联
结论：电压值不同的电压源不能并联，电压值相同 且电压极性一致的n个电压源并联时，其对外电路 的作用与一个电压源的作用等效。 推论：任何元件与电压源并联，其对外电路的作用 与一个电压源的作用等效。
X
2.电流源的等效变换
2.1 电流源的并联
i
+
u
is1
is2
-
+i
isn u
is
-
n
is is1 is2 isn isi
i 1
结论：n个并联的电流源可以用一个电流源等效置换
（替代），等效电流源的电流是相并联的各电流源电
流的代数和。
思考：电流源能否串联？
X
2.电源的等效变换
2.2 电流源的串联
结论：电流值不同的电流源不能串联，电流值相同 且电流方向也相同的n个电流源串联时，其对外电 路的作用与一个电流源的作用等效。 推论：任何元件与电流源串联，其对外电路的作用 与一个电流源的作用等效。
X
3.实际电压源模型与实际电流源
模型的等效变换
i A
Rs
u
us
B
u us Rsi
Rs' Rs , is
§1-9 电源的等效变换
北京邮电大学电子工程学院
退出 开始
内容提要
电压源的等效变换 电流源的等效变换 实际电压源模型与实际电流源模型 的等效变换
X
1.电压源的等效变换
1.1 电压源的串联
+
i
us1
+-
us2
+-
+
usn
-
+i
+
u
u
us
-
-
n
-
us us1 us2 usn usi
i1
结论：n个串联的电压源可以用一个电压源等效置