电压源与电流源及其应用..
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一、 电压源
+ E R0
I
+ 电压源是由电动势 E 和内阻 R0 串联的电源的 RL U 电路模型。 – U 电压源模型 理想电压源 U0=E 由上图电路可得: 电压源 U = E – IR0 若 R0 = 0 I O E 理想电压源 : U E IS RO 若 R0<< RL ，U E ， 电压源的外特性 可近似认为是理想电压源。
1、特点
（1）电流i(t)的函数是固定的，不会因它所联 接的外电路的不同而改变。
（2）电压则随与它所联接的外电路的不同而 不同。 2、图形符号
is
3、电流源的不同状态
i + + u i 外 电 路
is
u=0 -
is
-
短路
有载
4、特殊情况
is 0
电流为零的电流源相当于开路。
理想电流源（恒流源)
+
+
(c)
+ 2 2V 2
I
–
I
试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示 例 4： 电路中1 电阻中的电流。 2
+ 6V 3 2A 6 + 4V 4 1 I
解：统一电源形式
1、特点 （1）电压u(t)的函数是固定的，不会因它 所联接的外电路的不同而改变。 （2）电流则随与它联接的外电路的不同而 不同。 2、图形符号 us (t )
O + t
US
只用来表示直 流
uS
O
us (t )
t
既可以表示直流也可 以表示交流
3、电压源的不同状态
i=0 + + + i +
外 电 路
例3: 试用电压源与电流源等效变换的方法 计算2电阻中的电流。
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V – (a) 1 2
解:
I 3 2A 2A
–
1 1 2V
6 (b)
由图(d)可得
82 I A 1A 2 2 2
– 2 I 4A 2
2 2V 2 2 + 8V – (d)
恒流源特性小结
a I
Is
b
Uab
R
U ab I s R
理想恒流源两端 可否被短路？
Is 恒流源特性中不变的是：_____________ Uab 恒流源特性中变化的是：_____________ 外电路的改变 _________________ 会引起 Uab 的变化。
大小 的变化， Uab的变化可能是 _______ 方向 的变化。 或者是 _______
a + U
b
a
+ 2 U + 5V2V b (c) + U (c) b a
+
a
+
U
b
+ 5V –
利用实际电源两种模型转换可以简化电路计算。 例2. 求I=? a 3 a
5A b 2A
3 7
I
4
c
+ I 15v _ 7 _ b 8v 4 + c
I=0.5A
注意：化简时不能改变待求支路。
uS
u us
-
-
uS u u s
-
空载
有载
u
伏安特性
4、特殊情况
us
i
us 0
电压为零的电压源相当于短路。
理想电压源（恒压源）
I + E _ + U _ E RL O I
U
外特性曲线 特点: (1) 内阻R0 = 0 (2) 输出电压是一定值，恒等于电动势。 对直流电压，有 U E。 (3) 恒压源中的电流由外电路决定。 设 E = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流。 例 1： 电压恒定，电 当 RL= 1 时， U = 10 V，I = 10A 当 RL = 10 时， U = 10 V，I = 1A 流随负载变化
I U + U _ RL
IS
O
特点: (1) 内阻R0 = ； (2) 输出电流是一定值，恒等于电流 IS ； (3) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。
IS 外特性曲线
I
设 IS = 10 A，接上RL 后，恒流源对外输出电流。 例 1： 当 RL= 1 时， I = 10A ，U = 10 V 当 RL = 10 时， I = 10A ，U = 100V 电流恒定，电压随负载变化。
二、电流源
电流源是由电流 IS 和内阻 R0 并联的电源的 电路模型。
U0=ISR0 U
电流源
理 想 电 流 源
ห้องสมุดไป่ตู้
I IS R0
U R0 U － +
RL
电流源模型 由上图电路可得: I
U O I IS IS R0 若 R0 = 电流源的外特性 理想电流源 : I IS 若 R0 >>RL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。
b
原则：Is不能变，E 不能变。
电压源中的电流 I= I 恒流源两端的电压
S
U ab IR E
讨论题 + 10V -
I 2
2A
I ?
哪 个 答 案 对
10 I 5A 2 10 I 27A 2
?
? ?
三、 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
例：
us
is
us is
us
is
us1 is1
us2
等 效 是 对 外 等 效 ， 对 内 不 等 效
is2
is
is = is2 - is1
例1: 求下列各电路的等效电源 a + 2 2 3 + U 5A 3 5V – (a) (b) 解: a + 2 U 5A 3 + 5V b – (a) (b)
R0
I U + R0 U –
RL
电流源 由图b： U = ISR0 – IR0
E IS R0
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 a + a a – E E – IS R0 + IS R0 R0 R0 b b b b ③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 ④ 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路， 都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。
恒流源举例
晶体三极管
Ic
Ic
Ib
Uce
Ib
+ b E
c e
Uc + e -
-
Ic Ib
当 I b 确定后，I c 就基本确定了。在 IC 基本恒定 的范围内 ，I c 可视为恒流源 (电路元件的抽象) 。
例
Is
a
R
Uab=?
I
_
E
+
电压源中的电流 如何决定？电流 源两端的电压等 于多少？
+ E R0
I
+ 电压源是由电动势 E 和内阻 R0 串联的电源的 RL U 电路模型。 – U 电压源模型 理想电压源 U0=E 由上图电路可得: 电压源 U = E – IR0 若 R0 = 0 I O E 理想电压源 : U E IS RO 若 R0<< RL ，U E ， 电压源的外特性 可近似认为是理想电压源。
1、特点
（1）电流i(t)的函数是固定的，不会因它所联 接的外电路的不同而改变。
（2）电压则随与它所联接的外电路的不同而 不同。 2、图形符号
is
3、电流源的不同状态
i + + u i 外 电 路
is
u=0 -
is
-
短路
有载
4、特殊情况
is 0
电流为零的电流源相当于开路。
理想电流源（恒流源)
+
+
(c)
+ 2 2V 2
I
–
I
试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示 例 4： 电路中1 电阻中的电流。 2
+ 6V 3 2A 6 + 4V 4 1 I
解：统一电源形式
1、特点 （1）电压u(t)的函数是固定的，不会因它 所联接的外电路的不同而改变。 （2）电流则随与它联接的外电路的不同而 不同。 2、图形符号 us (t )
O + t
US
只用来表示直 流
uS
O
us (t )
t
既可以表示直流也可 以表示交流
3、电压源的不同状态
i=0 + + + i +
外 电 路
例3: 试用电压源与电流源等效变换的方法 计算2电阻中的电流。
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V – (a) 1 2
解:
I 3 2A 2A
–
1 1 2V
6 (b)
由图(d)可得
82 I A 1A 2 2 2
– 2 I 4A 2
2 2V 2 2 + 8V – (d)
恒流源特性小结
a I
Is
b
Uab
R
U ab I s R
理想恒流源两端 可否被短路？
Is 恒流源特性中不变的是：_____________ Uab 恒流源特性中变化的是：_____________ 外电路的改变 _________________ 会引起 Uab 的变化。
大小 的变化， Uab的变化可能是 _______ 方向 的变化。 或者是 _______
a + U
b
a
+ 2 U + 5V2V b (c) + U (c) b a
+
a
+
U
b
+ 5V –
利用实际电源两种模型转换可以简化电路计算。 例2. 求I=? a 3 a
5A b 2A
3 7
I
4
c
+ I 15v _ 7 _ b 8v 4 + c
I=0.5A
注意：化简时不能改变待求支路。
uS
u us
-
-
uS u u s
-
空载
有载
u
伏安特性
4、特殊情况
us
i
us 0
电压为零的电压源相当于短路。
理想电压源（恒压源）
I + E _ + U _ E RL O I
U
外特性曲线 特点: (1) 内阻R0 = 0 (2) 输出电压是一定值，恒等于电动势。 对直流电压，有 U E。 (3) 恒压源中的电流由外电路决定。 设 E = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流。 例 1： 电压恒定，电 当 RL= 1 时， U = 10 V，I = 10A 当 RL = 10 时， U = 10 V，I = 1A 流随负载变化
I U + U _ RL
IS
O
特点: (1) 内阻R0 = ； (2) 输出电流是一定值，恒等于电流 IS ； (3) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。
IS 外特性曲线
I
设 IS = 10 A，接上RL 后，恒流源对外输出电流。 例 1： 当 RL= 1 时， I = 10A ，U = 10 V 当 RL = 10 时， I = 10A ，U = 100V 电流恒定，电压随负载变化。
二、电流源
电流源是由电流 IS 和内阻 R0 并联的电源的 电路模型。
U0=ISR0 U
电流源
理 想 电 流 源
ห้องสมุดไป่ตู้
I IS R0
U R0 U － +
RL
电流源模型 由上图电路可得: I
U O I IS IS R0 若 R0 = 电流源的外特性 理想电流源 : I IS 若 R0 >>RL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。
b
原则：Is不能变，E 不能变。
电压源中的电流 I= I 恒流源两端的电压
S
U ab IR E
讨论题 + 10V -
I 2
2A
I ?
哪 个 答 案 对
10 I 5A 2 10 I 27A 2
?
? ?
三、 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
例：
us
is
us is
us
is
us1 is1
us2
等 效 是 对 外 等 效 ， 对 内 不 等 效
is2
is
is = is2 - is1
例1: 求下列各电路的等效电源 a + 2 2 3 + U 5A 3 5V – (a) (b) 解: a + 2 U 5A 3 + 5V b – (a) (b)
R0
I U + R0 U –
RL
电流源 由图b： U = ISR0 – IR0
E IS R0
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 a + a a – E E – IS R0 + IS R0 R0 R0 b b b b ③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 ④ 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路， 都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。
恒流源举例
晶体三极管
Ic
Ic
Ib
Uce
Ib
+ b E
c e
Uc + e -
-
Ic Ib
当 I b 确定后，I c 就基本确定了。在 IC 基本恒定 的范围内 ，I c 可视为恒流源 (电路元件的抽象) 。
例
Is
a
R
Uab=?
I
_
E
+
电压源中的电流 如何决定？电流 源两端的电压等 于多少？