电压源与电流源等效变换教案20.doc
课题课时上课时间课型任课教师
电压源与电流源的等效变换39---40 新课王老师
教学目标专业能力掌握电压源与电流源的等效变换相关条件
社会能力培养学生理论指导实践的能力，增强同学间的团结协作的意识协作能力、组织能力
方法能力探究式学习，发挥学生学习的主动性，理实结合
重点电压源与电流源的等效变换条件难点电压源与电流源的等效变换注意事项
解决结合电路讲解
方法强化记忆
课
前
训
时间分课堂设计教学设想配
复习电流源、电流源向外电路输出电流计算公式、理想电流源
导语我们已经学习了电压源和电流源的相关知识，本节课我们在学习他们互换的条件
新课一、电压源与电流源的等效变换条件
内容1、同一个电源即可用电压源来代替也可以用电流源来代替，电压源与内阻串联，电流源与内阻并联。 2 、对于同一个负载来说，电压源和电流源是等效的。 3 、电压源的输出
I E - U 电流源的输出 I I S U 4 、等效变换条件： I E r0 r0
r0 r0 r0 r0
二、注意事项
1、电压源与电流源的等效变换只是对外电路而言，两种电源的内部不等效。当发生短路时，电
压源内部没有电流，电流源内部有电流。
2、由于理想电压源的内阻定义为零，理想电流源的奶子定义为无穷大，因此两者之间不能等效
变换
3、电源的等效方法可以推广，如果理想电压源与外接电阻串联，可以把外接电阻看做是电源的
内阻，等效互换为电流源的形式，理想电流源与外接电阻并联，可以把外接电阻看做是电源的
内阻，等效互换为电压源的形式
4、电压源的电动势 E 和电流源的恒定电流 Is 在电路中保持方向一致，即，Is 的方向从 E 的“ - ”端指
向“ +”端
三、例题
1、电动势为12V、内阻为3Ω的电压源等效变换为电流源
解： Is=E/r0=4A内阻为3Ω
2、如图所示电路，恒定电流为2A，内阻为1Ω，等效变换为电压源
解： E=Is r o=2V r o=1Ω
小结作业回顾板书，强调知识点
注意事项
电压源与电流源的等效变换条件、注意事项、整理例题
教学过程：
学生阅读教
材
组内同学合
作初步整理
知识点
板师生共同整
理、讲解知识
点
书
要求：
设各小组长要
组织好本小
组的学习情计况，积极主
动学习本节
课的知识
学习方式：
学生自主学
习
组内讨论学
习
组间交流学
习
教学生预习情况
学
学生参与情况
反
思完成任务情况
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 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。 12 s 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 s3u s I 图2-1-7 电压源串联 图2-1-8 电压源并联 u I I 图2-1-9 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 s1 u s2 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 a b I U （ａ）实际电源 （ｂ）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 R s =- （2-1-6） Is ：电源产生的定值电流 U R s ：内阻R s 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R s 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 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
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。 I U s U i u o r s U r I (a) 实际电压源 (b) 实际电压源的伏安特性曲线 图2.21 实际电压源模型 2.实际电流源 实际电压源可以用一个理想电流源I S 与一个理想电导G 并联组合成一个电路来表示，如图 2.22(a)所示， s I I s I i u o r G u (a) 实际电流源 (b) 实际电流源的伏安特性曲线 图2.22 实际电流源模型 特征方程 I = I S – UG （2-29） 实际电流源的伏安特性曲线如图1-22b 所示,可见电源输出的电流随负载电压的增加而
电压源和电流源的区别
电压源和电流源区别 wang1jin原创 个人博客: https://www.360docs.net/doc/6913284041.html,/blog/wang1jin/ 推荐网站:http//https://www.360docs.net/doc/6913284041.html, 欢迎大家参观我的博客,我博客上有很多电子方面的资料,也会每天更新,希望大家多多支持谢谢!!! 电压源电流源名字上仅差一个字…HE HE.有一些朋友对此不太明白.所以特此说明下…并以软件仿真…详细介绍工作原理…以及注意事项…. 下面就是电压源和电流的符号…左边是电流源,右边是电压源. 电压源… 电压源其实就是我们普通经常用的一种电源.比如说电池呀电瓶或自己做的稳压电路.一般属于电压源…电压源的特性是: 输出端,可以开路,但不能短路…总而言之电压源的输出电压是恒定的…比如5V电压源输出的电压就是5V.随不同的负载会改变电流… 比如在5V的电压源上加一个1欧的负载…流过的电流就是5/1=5A电流…如果接的电阻为2欧.流过电流就等于5/2=2.5A….这个简单的计算相信谁都会… 电流源 电流源和电压源区别比较大…电流源输出端不能开路,但可以短路…为什么不能开路呢…HE HE…是因为开路了…电流源输出的电压就为无限高了…(实际上电压也是有一定值的)总而言之电流源的输出电流是恒定的.不管你负载的大小…就是你短路了.他的电流还是保持不变.改变的是电压…比如一个1A的恒流源…你接上一个1欧的负载…他输出的电压是. 1x1=1V电压…当你接上一个10欧电阻的时候…他就是1x10=10V电压输出…
所以大家可以看出电压源和电流源区别是比较大的…电压源一般用在各种需要恒定电压的地方.比如说给MUC供电等需要稳定电压的地方..电流源一般用在充电电路..等需要恒流的地方. 下面就二个电源我们来做下实验…HE HE… 有了实验就更能明白了…HE HE. 在ORCAD9.2中按下图画好电压源和电流源… 并按图设置…电流源设置为1A.R1为10 电压源设计为5V.R2为10.观察电流源和电压源的输出电压和电流情况… 大家可以按图操作…刚学ORCAD的朋友请去我博客找一些教程学习下就可以… 设置好仿真参数…
电压源与电流源等效变换教案20.doc
课题课时上课时间课型任课教师 电压源与电流源的等效变换39---40 新课王老师 教学目标专业能力掌握电压源与电流源的等效变换相关条件 社会能力培养学生理论指导实践的能力，增强同学间的团结协作的意识协作能力、组织能力 方法能力探究式学习，发挥学生学习的主动性，理实结合 重点电压源与电流源的等效变换条件难点电压源与电流源的等效变换注意事项 解决结合电路讲解 方法强化记忆 课 前 训 时间分课堂设计教学设想配 复习电流源、电流源向外电路输出电流计算公式、理想电流源 导语我们已经学习了电压源和电流源的相关知识，本节课我们在学习他们互换的条件 新课一、电压源与电流源的等效变换条件 内容1、同一个电源即可用电压源来代替也可以用电流源来代替，电压源与内阻串联，电流源与内阻并联。 2 、对于同一个负载来说，电压源和电流源是等效的。 3 、电压源的输出 I E - U 电流源的输出 I I S U 4 、等效变换条件： I E r0 r0 r0 r0 r0 r0 二、注意事项 1、电压源与电流源的等效变换只是对外电路而言，两种电源的内部不等效。当发生短路时，电 压源内部没有电流，电流源内部有电流。 2、由于理想电压源的内阻定义为零，理想电流源的奶子定义为无穷大，因此两者之间不能等效 变换 3、电源的等效方法可以推广，如果理想电压源与外接电阻串联，可以把外接电阻看做是电源的 内阻，等效互换为电流源的形式，理想电流源与外接电阻并联，可以把外接电阻看做是电源的 内阻，等效互换为电压源的形式 4、电压源的电动势 E 和电流源的恒定电流 Is 在电路中保持方向一致，即，Is 的方向从 E 的“ - ”端指 向“ +”端 三、例题 1、电动势为12V、内阻为3Ω的电压源等效变换为电流源 解： Is=E/r0=4A内阻为3Ω 2、如图所示电路，恒定电流为2A，内阻为1Ω，等效变换为电压源 解： E=Is r o=2V r o=1Ω 小结作业回顾板书，强调知识点 注意事项 电压源与电流源的等效变换条件、注意事项、整理例题
电流源与电压源的等效变换
第十五周（第 1、2 讲） 课题电流源与电压源的等效变换课型新授课 教学目标掌握电压源电流源之间的等效变换方法，理解两种电源模型的特性。 教学重点电压源和电流源之间的等效变换方法。 教学难点电压源和电流源之间的等效变换方法。 教学手段使用多媒体演示平台 【教学过程】： 导入新课： 电路中的电能都是由电源来提供的，对负载来说，电源是电压的提供者，也可以看成是电流的提供者。 讲授新课： 一、电压源 为电路提供一定电压的电源可以用电压源来表征 1、理想电压源(恒压源)：电源内阻为零，并能提供一个恒定不变的电压。所以也称恒压源。如图1-a所示。 2、恒压源的两个特点：（1）提供给负载的电压恒定不变；（2）提供给负载的电流可任意。 3、实际电压源：可以用一个电阻（相当于内阻）与一个理想的电压源串联来等效。它提供的端电压受负载影响。如图1-b虚线框内所示。 图 1 二、电流源 为电路提供一定电流的电源可用电流源来表征。 1、理想电流源（恒流源）：电源的内阻为无穷大，并能提供一个恒定不变的电源。所以也称为恒流源。如图2-a所示。 2、恒流源的两个特点：（1）提供给负载的电流是恒定不变的；（2）提供给负
载的电压是任意的。 3、实际电流源：实际上电源的内阻不可能为无穷大，可以把理想电流源与一个内阻并联的组合等效为一个电流源。如图2-b 所示。 图 2 三、两种电源模型的等效变换 等效变换的作用是：为了化简电路，引入了电压源、电流源的概念，有时候把电路中的电压源等效变换成电流源，电路就被简化成简单电路； 讨论问题：两种电源模型的等效变换的条件是什么？ 对外电路，只要负载上的电压与流过的电流是相等的，则两个不同的电源等效。 ;;00S S S S S r I E r E r E I r r ?=??=== 或者： （1）电压源等效为电流源： 0r E I S = 0r r s = （2）电流源等效为电压源： s S r I E = s r r =0 即：内阻相等，电流源的恒定电流等于电压源的短路电流：或电压源的恒定电压等于电流源的开路电压。 要注意一个理想电压源是不能等效变换为一个理想电流源的，反之也一样。
《电工基础》教案2-8电压源与电流源及其等效变换
第周第课时月日课题电压源与电流源及其等效变换 知识目标理解电压源与电流源的概念 能力目标掌握电压源与电流源等效变换的条件 教学内容及组织教法 [课题引入]1、提问相关知识2、引入本节课题 [新课内容]（以讲解为主） 一、电压源 实际电源可以用恒定电动势E和内阻r串联起来表示，它以输出电压的形式向负载供电，输出电压(端电压)的大小为 如果电源的内阻r越大，则在输出相同电流的条件下，端电压越小。若电源内阻，r=0，则端电压U=E与输出电流的大小无关。这种内阻r=0，输出恒定电压U=E的电源叫做理想电压源或恒压源，其符号如图2—34所示。如果电源的内阻极小，可近似看成理想电压源，如稳压电源。一般电源内部的电阻不可忽略，可用一个理想电压源E和内阻r串联起来表示，叫做实际电源的电压源模型，简称电压源。 二、电流源 电流源的路端电压U=E-rI，电路中的电流(参考方向如图2—36所示)为 式中 I s——电源的短路电流， I0——内阻上的电流， I——电源的输出电流。I0＝U/r 电源以输出电流的形式对负载供电，恒定电流I s在内阻上的分流为I0，在负载R上的分流为I。电源的输出电流I总是小于电源的短路电流I s，当电源的内阻r远大于负载电阻R时，内阻上的电流I0减小，输出电流加大，接近I s值。如果内阻r=∞时，则不管负载电阻如何变化，电源输出的电流I=I s恒定不变。把内阻r=∞的电流源叫做理想电流源。实际的电流源可用一个理想电流源与内阻r并联表示，叫做实际电源的电流源模型，简称电流源。 三、电压源与电流源的等效变换 电压源以输出电压的形式向负载供电，电流源以输出电流的形式向负载供电。电压源和电流源可以等效变换。等效变换指对外电路等效，即把它们与相同的负载连接，负载两端的电压，负载中的电流，负载消耗的功率都相同，如图2—38所示。两种电源等效变换关系由下式决定
初中九年级(初三)物理四、 电压源与电流源(理想电流源与理想电压源)的串、并、和混联
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2-1-9 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 S a b I U （ａ）实际电源 （ｂ）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
实验一 电压源与电流源的等效变换
实验一电压源与电流源的等效变换 学号：132021520 姓名：XXX 班级：13通信X班 指导老师：X老师实验组号：5 实验地点：1实203 实验日期：2014年5月18日 一、实验目的和要求： 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。 二、实验仪器： 一、可调直流稳压电源1台 二、直流恒流源1台 三、直流数字电压表1只 四、直流数字毫安表1只 五、电阻器1个 三、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，即其伏安特性U=f(I)是一条平行于I轴的直线。 一个恒流源在使用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源，即其输出电流不随负载的改变而改变。 2．一个实际的电压源（或电流源），其端电压（或输出电压）不可能不随负载而变，因它具有一定的内组值。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）来模拟一个电压源（或电流源）的情况。 3．一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源ES与一个电导g O相并联的组合来表示，若它们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条件为
o R Es Is = g O =Ro 1 或 0g Is Es = R O =g0 1 如下图6-1所示： 四、实验内容： 1．测定电压源的外特性 （1）按图6-2（a ）接线，E S 为+6V 直流稳压电源，调节R ，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数 图6-2（a ） 图6-2（b ） R(Ω) 200 300 500 800 1000 1500 2000 ∞ U(V) 6.01 6.01 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 I(mA) 29.34 19.60 11.96 7.51 6.00 4.02 3.01 （2）按图6-2（b ）接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节R 阻值，记录两表读数。 R(Ω) 200 300 500 800 1000 1500 2000 ∞ U(V) 4.79 5.12 5.44 5.64 5.70 5.80 5.80 6.00
电压源与电流源及其等效变换2教学内容
掌握电源的两种模型（电压源和电流源） 学 情 学生对电动势和内阻串联的模型比较熟悉， 对电流源模型不是很清楚， 尚需 分 析 详细讲解 两种电源模型的等效变换 二、电流源 通常所说的电流源一般是指理想电流源， 其基本特性是所发出的电流固 定不变（I s ）或是一定的时间函数 i s （t ），但电流源的两端电压却与外电路有 关。 实际电流源是含有一定内阻 r s 的电流源 授课日期 3-5电压源与电流源及其等效变换 课型 新授 授课 时数 总课 时数 教具 使用 教学重点 和难点 电源的两种模型的特点及等效变换方法。 讣?
教学过程: 1、 什么叫电压源？什么叫电流源? 2、穷举生活中电压源和电流源的实例。 讲授新课 两种实际电源模型之间的等效变换 实际电源可用一个理想电压源 E 和一个电阻r o 串联的电路模型表示，其输出电压 出电流I 之间关系为 U = E r o I 实际电源也可用一个理想电流源 I S 和一个电阻r s 并联的电路模型表示，其输出电压 输出电流I 之间关系为 U = r s I S r S I 对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的，等效变换条件是 导入新课 U 与输 r o = r s ， E = r S I S 或 I S =日 r o 【例】如图3-18所示的电路，已知电源电动势 E = 6 V , 内阻r o = 0.2 ，当接上R = 5.8 负载时，分别 用电压源模型和电流源模型计算负载消耗的功率和内 阻消耗的功 率。
2 2 P. = I R = 5.8 W ，内阻的功率 P = I r o = 0.2 W (2)用电流源模型计算: 电流源的电流 I s = E /r o = 30 A ，内阻 r s = r o = 0.2 负载中的电流 I rs I s 1A ，负载消耗的功率 P L = I 2R = 5.8 W ， r s R 内阻中的电流 R 2 I r R I s 29 A ，内阻的功率 P r = I r 2r o = 168.2 W r s R 两种计算方法对负载是等效的，对电源内部是不等效的。 【例】如图所示的电路，已知： E i = 12 V ，E 2 = 6 V ， R i = 3 ，R 2 = 6 ，R 3 = 10 ，试应用电源等效变换法求电 阻R 3中的电流。 解：(1)用电压源模型计算: E r ° R 1A ,负载消耗的功率
恒流源与电压源的区别
恒流源与电压源的区别 1.先讲下电压源:设电压源开路电压为U,内阻为r,接上阻值为R1的负载时端电压为U1,流过 R1的电流为I1则有I1=U/(R1+r),U1=I1R1;同理接上阻值为R2的负载时端电压为U2,流过R2的电流为I2则有I2=U/(R2+r),U2=I2R2,通过计算可得出:r=(U2-U1)/(I1-I2). 从这个公式可以看出,电压源的内阻它反应了一种对不同的输出电流端电压的保持能力,理想的电压源内阻为零而且不能短路,U=U1=U2. 2.关于电流源:设电流源短路电流为I,内阻为r,接上阻值为R1的负载时端电压为U1,流过 R1的电流为I1,流过内阻的电流为Ir1则有I=Ir1+I1,U1=r*Ir1=R1*I1同理接上阻值为R2的负载时端电压为U2,流过R2的电流为I2,流过内阻的电流为Ir2则有I=Ir2+I2,U2=r*Ir2=R2*I2通过计算可得出r=(U2-U1)/(I1-I2).可以看出这个公式和电压源的内阻公式一样,不过它反应的是一种对不同的输出电压端电流的保持能力,理想的电流源内阻为无限大,而且不能开路I=I1=I2. 3.区别与联系:电压源的内阻和负载是串联的,越小越好,电压源的内阻和负载是并联的,越大 越好;理想的电压源不能短路否则输出电流会无限大,理想的电流源不能开路路否则输出电压会无限大. 2好电子技术的朋友可能在翻阅一些电子书刊时常看到“恒流源这个名词，那么什么是恒流源呢？顾名思义恒流源就是一个能输出恒定电流的电源。图5中的r是电源E的内阻，RL为负载电阻，根据欧姆定律： 流过RL的电流为I=E/r+R如果r很大如500K，那么此时RL在1K---10K变化时，I将基本不变（只有微小的变化）因为RL相对于r来说太微不足道了，此时我们可以认为E是一个恒流源。为此我们推论出：恒流源是一个电源内阻非常大的电源。 我们一般说的直流源，是指能提供一定直流电压的电源，也就是电压源。较好的直流源通常带有稳压电路，能够保持电压的稳定，统称稳压电源。
电压源与电流源的等效变换
第五讲 电压源与电流源的等效变换 一、实际电源的两种电源模型 实际电源的电路模型由两部分组成：理想电源元件、理想电阻元件 1、电压源 （1）等效电路：理想电压源和内阻的串联表示。如图所示。 实际电压源的伏安特性关系式为：o s R u u i ?-= （2）伏安特性曲线：如图（b ）所示。 (a) (b) 图1-2-9实际电压源及其伏安特性 结论：电压源内阻越小，输出电压变化就越小，输出电压越稳定。 当R 0＝0时，U ＝U S ,电压源的输出电压恒定不变，电压源为理想电压源。当R o ＜＜R L 时，认为电压源是理想电压源。 电压源的电压和电压源的电流一般取非关联参考方向，此时电压源发出的功率为：P ＞0时，电压源发出功率；当P ＜0时，电压源吸收功率。 2、电流源 （1）等效电路：理想电流源和内阻的并联。图1-2-10(a)为一实际电流源的等效模型。由图1-2-10(a)可得o s R u i i - = i 为负载电流，o s R u i s = 为电流源的电流，o s R u 为流经内阻的电流。 电流源的输出电流i 随电压的变化而变化，伏安特性如图(b)所示。 （2）伏安特性：电流源电阻越大，输出电流变化越小，输出电流越稳定。
图 1-2-10实际电流源及其伏安特性 当内阻R o ＝∞时，s i i =，电流源输出电流恒定不变，与端电压无关，为理想电流源。在实际中，当R o ＞＞R L 时，近似认为是理想电流源。 小结：电流源的电压和电流源的电流一般取非关联参考方向，当P ＞0时，电流源发出功率；当P ＜0时，电流源吸收功率。 3、两种电源的转换 电源转换条件：输出电压U 和输出电流I 不变；电源内阻R 0相等，且 （1）所谓等效，只是对电源的外电路而言的，对电源内部则是不等效的。 （2）变换时要注意两种电路模型的极性必须一致，即电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对应。 （3）理想电压源与理想电流源不能相互等效变换。 （4）变换关系中，R 0不限于内阻，可扩展至任一电阻。 二、利用电源等效求图所示电路中的电流I 和电压U 。 s E I R =E Is E 1＝V (a) I s1＝＝2 Ω (b) R 0＝2 I (c)
电压源和电流源最大的区别就是一个是负载决定电流
电压源和电流源最大的区别就是一个是负载决定电流，一个是负载决定电压。 PWM对电压源和电流源控制同时有效，可以改变平均电压或平均电流。用来分析电压PWM 控制的方法也可以用来分析电流PWM控制（将容感进行互换）。 以AC-DC-AC为例，电压型直流侧并大电容，电压脉动小，可近似恒压源，电压无法反向。电流型直流侧串大电感，电流脉动小，可近似恒流源，电流无法反向。 逆变电路来看，由于电流型电流不可反向，而电压可反向，因此无需电压型所用的反并联无功反馈二极管。而电机驱动时，电流型更容易实现再生制动。 逆变负载来看，电压型适合对谐波电流表现出高阻抗的负载，如电感。而电流型则适合谐波阻抗低的负载，如电容。因此在控制电机时，电流型需并联电容。类似电压型接电容负载时，需串联电感。 电流型可能因负载多为感性，直流侧电感往往体大笨重，应用较少，所以接触太少。以上是仅个人观点，一起探讨。 感应电机 定转子之间靠电磁感应作用，在转子内感应电流以实现几点能量转换的电机。感应电机一般用作电动机。 特点: 优点：结构简单，制造方便，价格便宜，运行方便。 缺点：功率因素滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。 感应电机是异步电机的一种，由于现在异步电机主要是感应电机，所有现在也有人直接在定义时候将异步电机定义为感应电机，呵呵，其实异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机————自己归纳总结，不知道正确否？？？ 功率强大的AC感应电机慢慢发展为标准的电机设计类型，其特点是效率高，且价格具诱惑力。美国国家电气制造协会（National Electrical Manufacturers Associ ation, NEMA）已经开发了针对于此的规范，名为NEMA A、B、C和D电机类型，将典型电机特性标准化，如起动电流、转差、转矩点，以适应各种不同的负载应用。以下是NEMA电机类型的纲要： 类型A：常规起动转矩（通常为额定的150-170%），相应起动电流高。极限转矩是所有NEMA类型中最高的。能在短时间内处理重负荷。转差小于或等于5%。一个典型的应用是注塑机械的电机。 类型B：是AC感应电机中类型最多的电机。它的起动转矩与类型A的相似，但有时还要低，提供较低的起动电流。但是，它在工业应用中锁定转子转矩，仍然允许
电流源与电压源的等效变换
第十五周（第 1、2 讲） 【教学过程】： 导入新课： 电路中的电能都是由电源来提供的，对负载来说，电源是电压的提供者，也可以看成是电流的提供者。 讲授新课： 一、电压源 为电路提供一定电压的电源可以用电压源来表征 1、理想电压源(恒压源)：电源内阻为零，并能提供一个恒定不变的电压。所 以也称恒压源。如图1-a所示。 2、恒压源的两个特点：（1）提供给负载的电压恒定不变；（2）提供给负载的 电流可任意。 3、实际电压源：可以用一个电阻（相当于内阻）与一个理想的电压源串联来 等效。它提供的端电压受负载影响。如图1-b虚线框内所示。 图 1 二、电流源 为电路提供一定电流的电源可用电流源来表征。 1、理想电流源（恒流源）：电源的内阻为无穷大，并能提供一个恒定不变的电 源。所以也称为恒流源。如图2-a所示。 2、恒流源的两个特点：（1）提供给负载的电流是恒定不变的；（2）提供给负
载的电压是任意的。 3、实际电流源：实际上电源的内阻不可能为无穷大，可以把理想电流源与一 个内阻并联的组合等效为一个电流源。如图2-b 所示。 图 2 三、两种电源模型的等效变换 讨论问题：两种电源模型的等效变换的条件是什么？ 对外电路，只要负载上的电压与流过的电流是相等的，则两个不同的电源等效。 ;;00S S S S S r I E r E r E I r r ?=??=== 或者： （1）电压源等效为电流源： 0r E I S = 0r r s = （2）电流源等效为电压源： s S r I E = s r r =0 即：内阻相等，电流源的恒定电流等于电压源的短路电流：或电压源的恒定电压等于电流源的开路电压。 要注意一个理想电压源是不能等效变换为一个理想电流源的，反之也一样。只有电流源和电压源之间才能等效变换。但是这种等效变换是对外电路而言的，电源内部并不等效。 例题讲解：76页例1
电压源和电流源的等效变换
姓名：______学号：______班级：______院系：______ 电压源和电流源的等效变换 一、 实验目的 (1)掌握电源外特性的测试方法。 (2)验证电压源和电流源等效变换的条件。 二、 实验原理 (1) 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，其外特性曲线即其伏安特性曲线U=f(1)是一条平行于1轴的直线。实际使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，即其输出电流不随负载电压而变，其外特性曲线即其伏安特性曲线1=g(u)是一条平行于U 轴的直线。 (2)实际使用的电压源(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器(或大阻值的电阻器)与稳压源(或恒流源)相串联(或并联)来模拟一个实际的电压源(或电流源)，实际的电压源(或电流源)的外特性是一条下倾的直线。 (3)一个实际使用的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源Us 与一个电阻Ro 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go 相并联的组合来表尔。如果这两种电源能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，即具有相同的外特性。 一个电压源与一个电流源等效变换条件为 o R Is = g O =Ro 或 g Es = R O =g0 如下图6-1所示：
三、实验设备 直流稳压电源、直流恒流源、直流数字电压表、直流数字毫安表、万用表、电阻器、可调电阻箱、实验线路 四、实验内容 (1)测定直流稳压电源的外特性 按图（a）接线，U S为+12V直流稳压电源。调节R2，令其值由大至小变化，记录电压表、电流表的读数，数据记入表1中。 (2)测定直流实际电压源的外特性 按图（b）接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节R2，令其值由大至小变化，记录电压表、电流表的读数，数据记入表2中。 (3)测定理想电流源的外特性 按图（c）接线，I s为直流恒流源，调节其输出为10mA，调节电位器R L(从0~1KΩ)，测出这两种情况下的电压表和电流表的读数，数据记入表3中。 （4）测定实际电流源的外特性 按图（d）接线，I s为直流恒流源，调节其输出为10mA，令R0为1 KΩ，调节电位器的阻值R L(从0~1KΩ)，测出这两种情况下的电压表和电流表的读数，数据记入表4中。 （5）测定电源等效变换的条件 按图（e）线路接线，记录线路中两表的读数。然后利用图（e）中右侧的元件和仪表，按图（f）接线。调节恒流源的输出电流I S，使两表的读数与图（e）时的数值相等，记录I S 值，验证等效变换条件的正确性。 五、实验处理 （a）直流稳压电源外特性曲线： 表1：直流稳压电源外特性测试数据 U（V） I（mA） U（V） I（mA）
第四讲电压源与电流源及其等效变换
第四讲电压源与电流源及其等效变换
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《电工基础》教案 课题：第四讲电压源与电流源及其等效变换 教学目的:1、了解电压源与电流源的基本知识； 2、掌握电压源与电流源的等效变换。 教学重点:电压源与电流源的等效条件 教学难点：电压的与电流源的等效变换 教学方法：讲授法举例法 教学课时：2课时 教学过程时间分配I、新课导入： 任何一种实际电路必须有电源持续不断地向电路提供 能量。电源有很多种，如干电池、蓄电池、光电池、发电机 及电子线路中的信号源等。在电路理论中任何一个实际电源 都可以用电压源或电流源这两种模型来表示。 4 II、新课讲授： 一、电压源： 1、任何一个实际电源，都可以用恒定电动势E和内阻r0串 联的电路来表示，我们称之为电压源。 2、电压源是以输出电压的形式向负载供电的，输出电压的 大小可由下式求出： U=E-I r0 由于式中E和r0均为常数，所以随着I的增加，内阻r0上的 电压降增大，输出电压U就降低，因此要求电压源的内阻 越小越好。如果电源内阻r0=0，电源始终输出恒定电压，即 U=E。 75’
3、理想电压源（恒压源）：内阻r0=0的电压源叫理想电压源。通常情况下，性能良好的干电池、蓄电池、直流发电机都可以看做是理想电压源。 二、电流源： 1、电流源是一种不断向外电路输出电流的装置。 如光电池在具有一定照度的光线照射下，光电池将被激了产生定值的电流，电流的大小与照度成正比。 2、实际电流源的电流总有一部分在电池内部流动的，而不能全部流出，实际电流源： I=Is-U/r0 式中，Is——电流源的定值电流； U/r0——内阻上的电流； I——电流源的输出电流。 当电流源定值电流Is及内阻r0一定时，随着输出电压的增大，内阻分流增大，使用权输出电流减小。 3、理想电流源： 当r0=∞时，则输出电流I接近于定值电流Is，即与输出电压无关，这种电流源称为理想电流源。 三、电压源与电流源的等效变换 1、电压源以输出电压的形式向负载供电，电流源以输出电流的形式向负载供电。实际上，对于同一个电源，既可以用电压源来表示，也可以用电流源来表示，而且两者之间可以等效互换。 2、当实际电源由电压源表示时，外电路电流为 I=(E-U) / r0=E/ r0-U/r0 3、当实际电源由电流源表示时，外电路为 I=Is-I0=Is-U/r0 4、当电压源与电流源进行等效变换时，只需把电压源的短路电流E/ r0作为电流源的恒定电流Is，内阻数值不变，