电压源和电流源及其等效变换.ppt

1-6 电压源和电流源及其等效变换,一、电压源,电压源模型如图所示,端电压U0US。,(2)接入负载RL后：,(3)短路时（U=0）：,(1)开路时：,输出电流I0，,电压源的外特性电压源的端电压U随输出电流I变化的曲线。如图（a）、（b）所示。,（1）电压源的R0一般比较小，正常工作（IIN）时，电压U只稍有降低。如下图（a）所示。,一、电压源,（2）理论上，如果允许电流I一直增大到短路电流ISC，电源的端电压将降低到零。整个外特性曲线如图（b）所示。,一、电压源,理想电压源及其外特性如下图所示，输出电压与输出电流I的大小无关，是一条U=US的水平直线，所以也简称恒压源。,一、电压源,两个US值不同的理想电压源绝对不允许并联。,例题,有一电压源，开路电压U0=110V，额定电流IN=10A，满载时端电压UN=104.5V。求：（1）恒压源的电压US和内阻；（2）满载时电压降低的百分数和短路电流。,短路电流,（1）电压,因为,所以内阻,（2）满载时电压降低的百分数,二、电流源,电流源的模型如图所示,输出电流IIS，端电压U0,（2）接入负载RL后：,（3）负载开路时（I=0）：,（1）负载RL短路时：,输出电流和端电压的关系：,输出电流I减小，端电压U增大。输出电压取决于负载RL。,电流源的外特性如下图所示，图（b）加大了电压坐标轴单位长度所代表的电压值，画出了整个外特性曲线。,二、电流源,理想电流源及其外特性如下图所示。,输出电流I与输出电压U的大小无关，IIS，是一条IIS的垂直线，所以也简称恒流源。,二、电流源,两个IS值不同的理想电流源绝对不允许串联。,电压源和电流源等效变换的条件：外特性完全相同，如图（b）所示。由于外特性均为直线，只要两者的开路电压U0和短路电流ISC相同即可。,三、电压源和电流源的等效变换,（2）电流源的并联内阻等于电压源的串联内阻R0=R0，保证开路电压相同。,电压源模型变换成等效电流源模型,（1）源电流，IS参考方向从US负极指向正极（图中b指向a），保持短路电流ISC相同。,三、电压源和电流源的等效变换,电流源模型变换为等效电压源模型,（1）电压源US=R0IS，US参考极性的电位升方向和IS 参考方向相同，保持开路电压U0相同。,（2）内阻相等R0=R0，保持短路电流相同。,说明：,（1）等效电源模型内部并不等效。,（2）理想电压源（R0=0）和理想电流源（R0=）之间不能进行等效变换。,（3）电压源和电流源的等效变换主要用于电路模型 的分析计算，不能用于实际电路中实际电源的 配置和使用。,电流源模型变换为等效电压源模型,和IS串联的R1可先不考虑。IS和R3搭配成电流源，变成等效电压源，其内阻,如图(b)所示按等效公式：,从回路电压方程求出:,电位升的参考极性和IS参考方向一致。,因此图（a）电路中,恒流源端电压为：,恒流源输出功率为：,恒压源输出功率为：,改变R1阻值只改变U1和恒流源的输出功率，不影响恒流源支路的外部电路的工作状态。,