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。

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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

例题的两个电压源等效成两个电流源

解：(1)先将两个电压源等效变换成两个电流源, 如

图3-20所示，两个电流源的电流分别为

I si = E i/ R = 4 A , I s2 = E/ R = 1 A

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三、小结

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(2)将两个电流源合并为一个电流源，得到最简等效

图例题的最简等效电路

电路，如图3-21所示。等效电流源的电流

I S = I Si I S2 = 3 A

其等效内阻为

R = R // F2 = 2

(3)求出F3中的电流为

R3 R 0.5A

图例题

两种实际电源模型之间的等效变换

U与输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

r o = r S，E = r S I S或I S =日「。

四、作业

P43 2/2/3