电压源与电流源及其等效变换课件.ppt

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1、1.5 电压源与电流源及其等效变换,1.5.1 电压源,电压源模型,由上图电路可得: U = E IR0,若 R0 = 0,理想电压源 : U E,U0=E,电压源的外特性,I,电压源是由电动势 E和内阻 R0 串联的电源的电路模型。,若 R0 RL ，U E ，可近似认为是理想电压源。,理想电压源,O,电压源,1.5 电压源与电流源及其等效变换1.5.1 电压源,理想电压源（恒压源）,例1：,(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。,特点:,(1) 内阻R0 = 0,设 E = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流。,当

2、RL= 1 时， U = 10 V，I = 10A 当 RL = 10 时， U = 10 V，I = 1A,电压恒定，电流随负载变化,理想电压源（恒压源）例1：(2) 输出电压是一定值，恒等于,1.5.2 电流源,I,U0=ISR0,电流源的外特性,理想电流源,O,IS,电流源是由电流 IS 和内阻 R0 并联的电源的电路模型。,由上图电路可得:,若 R0 = ,理想电流源 : I IS,若 R0 RL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。,电流源,1.5.2 电流源IRLU0=ISR0 电流源的外特性IU,理想电流源（恒流源),例1：,(2) 输出电流是一定值，恒等于电流 IS ；,(3

3、) 恒流源两端的电压 U 由外电路决定。,特点:,(1) 内阻R0 = ；,设 IS = 10 A，接上RL 后，恒流源对外输出电流。,当 RL= 1 时， I = 10A ，U = 10 V当 RL = 10 时， I = 10A ，U = 100V,外特性曲线,I,U,IS,O,电流恒定，电压随负载变化。,理想电流源（恒流源)例1：(2) 输出电流是一定值，恒等于,1.5.3 电压源与电流源的等效变换,由图a： U = E IR0,由图b： U = ISR0 IR0,1.5.3 电压源与电流源的等效变换由图a：由图b： IR, 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。, 理想电压源与理想电

4、流源之间无等效关系。, 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。,注意事项：,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。, 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。, 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。 理想电压,is = is2 - is1,例：,等效是对外等效，对内不等效,is = is2 - is1usisususisisus1i,例1:,求下列各电路的等效电源,解:,例1:求下列各电路的等效电源解:+abU25V(a)+,例2. 求I=?,I=0.5

5、A,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2. 求I=?5A3472AIbacI=0.5A+,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。,解:,由图(d)可得,例3:试用电压源与电流源等效变换的方法解:8V+22V+,例4：,解：统一电源形式,试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示电路中1 电阻中的电流。,例4： 解：统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计,解：I4211A24A1I421A28V+I,例4:,电路如图。U110V，IS2A，R11，R22，R35 ，R1 。(1) 求电阻R中的电流I；(2)计算理想电压源U1

6、中的电流IU1和理想电流源IS两端的电压UIS；(3)分析功率平衡。,解：(1)由电源的性质及电源的等效变换可得：,例4: 电路如图。U110V，IS2A，,(2)由图(a)可得：,理想电压源中的电流,理想电流源两端的电压,(2)由图(a)可得：理想电压源中的电流理想电流源两端的电压,各个电阻所消耗的功率分别是：,两者平衡：,(60+20)W=(36+16+8+20)W,80W=80W,(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是：,各个电阻所消耗的功率分别是：两者平衡：(60+20)W=(3,R1,R3,Is,R2,R5,R4,I3,I1,I,-,+,Is,R1

7、,E1,+,-,R3,R2,R5,R4,I,E3,I=?,例5,R1R3IsR2R5R4I3I1I-+IsR1E1+-R3R,Is,R5,I1,IsR5R4IR1/R2/R3I1+I3IsR5I1R1,IS,R5,+RdEd+R4E4R5I-ISR5R4IR1/R2/,答案：U=20V,例. 如图，求U=?,答案：U=20V例. 如图，求U=?6A+_U5510,例. 如图，求I=?,I=(24-36) /(4+6+10)=-0.6A,例. 如图，求I=?8A10816V-+866Aa,思考：如图，求ab间的最简等效电路,思考：如图，求ab间的最简等效电路2A10V+-1212,1.6 受控源

8、电路的分析,独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受 外电路的控制而独立存在的电源。,受控源的特点：当控制电压或电流消失或等于零时， 受控源的电压或电流也将为零。,受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中 其它部分的电流或电压控制的电源。,对含有受控源的线性电路，可用前几节所讲的电路分析方法进行分析和计算 ，但要考虑受控的特性。,应用：用于晶体管电路的分析。,1.6 受控源电路的分析独立电源：指电压源的电压或电流源的,四种理想受控电源的模型,电压控制电压源,电流控制电压源,电压控制电流源,电流控制电流源,U1+U1U2I2I1=0(a)VCVS+-+- I1(,1.7 电路中电位的概念

9、及计算,电位：电路中某点至参考点的电压，记为“VX” 。 通常设参考点的电位为零。,1. 电位的概念,电位的计算步骤: (1) 任选电路中某一点为参考点，设其电位为零； (2) 标出各电流参考方向并计算； (3) 计算各点至参考点间的电压即为各点的电位。,某点电位为正，说明该点电位比参考点高；某点电位为负，说明该点电位比参考点低。,1.7 电路中电位的概念及计算电位：电路中某点至参考点的电压,2. 举例,求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd 。,解：设 a为参考点， 即Va=0V,Vb=Uba= 106= 60VVc=Uca = 420 = 80 VVd =Uda= 65 = 30

10、V,设 b为参考点，即Vb=0V,Va = Uab=106 = 60 VVc = Ucb = E1 = 140 VVd = Udb =E2 = 90 V,b,a,Uab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V,Uab = 106 = 60 VUcb = E1 = 140 VUdb = E2 = 90 V,2. 举例 求图示电路中各点的电位:Va、Vb、Vc、Vd,结论：,(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；,(2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。,借助电位

11、的概念可以简化电路作图,结论：(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中,例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点 的电位VA,解: (1)当开关S断开时,(2) 当开关闭合时,电路 如图（b）,电流 I2 = 0，电位 VA = 0V 。,电流 I1 = I2 = 0，电位 VA = 6V 。,电流在闭合路径中流通,例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点解: (1)当,例2：,电路如下图所示，(1) 零电位参考点在哪里？画电路图表示出来。(2) 当电位器RP的滑动触点向下滑动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？,I,解：（1）电路如左图，零电位参考点为+12V电源的“”端

12、与12V电源的“+”端的联接处。,当电位器RP的滑动触点向下滑动时，回路中的电流 I 减小，所以A电位增高、B点电位降低。,（2） VA = IR1 +12 VB = IR2 12,例2： 电路如下图所示，(1) 零电位参考点在,计算图中A点的电位。,解： -24V电源的正极在接地点上， 12和36两 电阻串联，流过电流为： I=24/（12+36）=0.5A,例3:,方向向左再向下，故A点电位,VA=-I x12= -0.5x12 = - 6V,计算图中A点的电位。解：A +12V 24,求解支路电流用什么方法最方便,I4=(18-6)/3=4A,I5=(6-0)/3=2A,+6V,+18V,I6=（0-18）/3= -6A,I1=（8-18）/2= -5A,I2=（-5）+（-6）-4= -15A,I3=（-15）+4 -2= -13A,例：,b,a,c,？,+-+-U3U1U2-R1RRRI1I2I3I4I5I6求,