电压源与电流源及其等效变换.

②式
两式相等:
IR0 =IRS US = ISRS
R0 =RS IS= US /RS= US /RO
电压源 I RO + US +a
Is Us Ro Rs Ro
Is
电流源
I
+
a
Uab
_
b
Rs _
Uab b
Us Is Rs Ro Rs
电压源与电流源的等效互换举例
5A 2 = 10V I 2 + 10V a Uab b 5A I' 2
实际的电源，其端电压随着通过它的电流 而发生变化。 例如，当电池接上负载后，其端电压就会下 降，因为电池内部有电阻存在。内阻为零的理 想电源实际上是不存在的。实际电源可以看作 是理想电压源与一内电阻串联而成。
RO
RO
电工电 子实验 室用
微机 用
图2-23 电子稳压电源
电压源的串联
多个电压源串联使用时，等效电压源 的电动势等于各个电压源电动势的代数和， 即，
源并电阻两者之间均可等效变换。RO和 RS 不一定是电源内阻。
切记 与理想电压源并联的所有电路元件失效（对外电路来说）
理想电压源的内阻为0，再并联多少电阻也还 是0，所以并不并都一样。并了当没并看待。
与理想电流源串联的所有电路元件失效（对外电路来说）
理想恒流源的内阻为∞，再串联多少电阻也还 是∞，所以串不串都一样。串了当没串看待。
理想电流源（恒流源) I IS
+ U _ RL
U
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
输出电流 I 可变 ----变 化 量 I 的大小、方向均 由外电路决定
三、电压源与电流源的等效变换
+ Us – R0 电压源 由图a： U = US－IR0 等效变换条件 ①式 I + U – RL IS
RS
I + U –
RL
电流 源 由图b： U = （IS – I）RS = ISRS – IRS
（4）理想电源之间的等效电路aE与理想电压源并联的元件可去掉
+
-
Is b a
RO
a +
E
-
+ E b
b
a
E
+ Is b
与理想电流源串联的元件可去掉
a
a Is
R
Is b
b
化简如下电路： 例
（a）
（b）
（ c）
例 : 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)
E Ei
Ei
表示电动势,它有正负哦!
二、电流源
电流源是由电流 IS 和内阻 RS并联的电源的 电路模型。
U=ISRS U
电流源
理 想 电 流 源
I IS RS
U RS U － +
RL
电流源模型
由上图电路可得: U I I IS O IS RS 若 RS= 电流源的外特性 理想电流源 : I IS 若 RS>>RL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。
a
b
10V / 2 = 5A
等效变换的注意事项
(1) “等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏--安 特性一致）， 对内不等效。 ' I I a a + + Is Uab' RO Uab RS _ R R + L L _ b E b
例如：R
L
时： 对内不等效
对外等效
RO中不消耗能量
RS中则消耗能量
E U ab U ab I I 0
(2) 注意转换前后 E 与 Is 的方向要对应
a I +
b I'
a
RO
Is
E
RS b
RO
I +
a
I'
a
Is
b
E
RS
b
(3)
恒压源和恒流源不能等效互换 a I I'
a
+
+
E
-
b
Is
Uab'
_
b
（不存在）
E E IS Ro 0
(4) 进行电路计算时，恒压源串电阻和恒流
电流恒定，电压随负载变化。
电流源的并联
恒压源与恒流源特性比较
恒压源 I 不 变 量 恒流源 I
+ _ US
+ Uab _
a b
Uab = US （常数）
Is
+ Uab _
b
a
I = Is （常数）
Uab的大小、方向均为恒定，
外电路负载对 Uab 无影响。
I 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 I 无影响。 端电压Uab 可变 ----Uab 的大小、方向 均由外电路决定
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。 （注意：化简时不能改变待求支路。） 例1. 求I=? 电流源转换成电压源 a 3 7 3 a
5A b 2A
I
4
c
+ I 15v _ 7 _ b 8v 4 + c +
4.5 两种电源模型的等效变换
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 U=E 由上图电路可得: 电压源 U = E – IR0 若 R0 = 0 I O 理想电压源 : U E 若 R0<< RL ，U E ， 电压源的外特性 可近似认为是理想电压源。
理想电压源（恒压源） I
US
+ _
+ U _
U
US O I
RL
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 US 。 (3) 恒压源中的电流由外电路决定。 例 1： 设 US = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流。 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
7v _
两个电压 源求和
a
I = 7/14 A = 0.5 A
7
7 c
I
例2: 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
–
1 1 2V
6 2A (b) – 2 I 4A (c) 2 2 I