2022-2023学年高二物理竞赛课件：电压源与电流源及其等效变换

电压源与电流源及其等效变换 电压源与电流源及其等效变换 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 U I RL R0 + - E U + – 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 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 例：计算下图电路中的电流 I1 。 I1 – + 4 5 8 4 4 12V a b c d 解： I1 – + 4 5 Ra 2 Rb 1 Rc 2 12V a b c d 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 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 I E + _ U + _ 设 E = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流。 RL 当 RL= 1  时， U = 10 V，I = 10A 当 RL = 10  时， U = 10 V，I = 1A 外特性曲线 I U E O 电压恒定，电 流随负载变化 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 电流源 I RL U0=ISR0 电流源的外特性 I U 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 电流源模型 R0 U R0 U IS + － 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 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) 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。 RL 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 I IS U + _ 电流恒定，电压随负载变化。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 电压源与电流源的等效变换 由图a： U = E－ IR0 由图b： U = ISR0 – IR0 I RL R0 + – E U + – 电压源 等效变换条件: E = ISR0 RL R0 U R0 U IS I + – 电流源 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 ② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。 ③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。 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。 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。 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。 R0 + – E a b IS R0 a b R0 – + E a b IS R0 a b 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 例1: 求下列各电路的等效电源 解: + – a b U 2 5V (a) +  + – a b U 5V (c) +  a + - 2V 5V U + - b 2 (c) +  (b) a U 5A 2 3 b +  (a) a + – 5V 3 2 U +  a 5A b U 3 (b) +  下一页 总目录 章目录 返回 上一页 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。 解: – 8V + – 2 2V + 2 I (d) 2 由图(d)可得 6V 3 + – + – 12V 2A 6 1 1 2 I (a) 2A 3 1 2 2V + – I 2A 6 1 (b) 4A 2 2 2 2V + – I (c) 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 例3： 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。 2  + - + - 6V 4V I 2A 3  4  6  1 2A 3 6 2A I 4 2 1 1A I 4 2 1 1A 2 4A 下一页 总目录 章目录 返回