3 电源及等效变换

电源元件

主要内容：

电压源与电流源 电源等效原理 受控源

复习：参考方向：

而现在，复杂电路电流方向难以确定，交 流电流方向更是随时变化。例如：

而在列方程求解时，需要有电流的方向。

复习：支路 (branch):含元件，流过同一电流的视为一条支路 节点 (node): 支路的连接点称为节点，也称为结点 回路(loop): 由支路组成的任一闭合路径 网孔(mesh): 在回路内部不另含有支路的回路

复习： 基尔霍夫定律

1、KCL (基尔霍夫电流定律) 对时变、广义也成立。 列方程：流入-流出=0

I1 I 2 I 3 0

复习： 基尔霍夫定律1、KCL 例：广义节点：

i1 i2 i3 i4 ?

复习： 支路电流法：

支路电流法以支路电流为末知量，直 接用KCL、KVL列方程，但方程解变量太 多。

复习：支路电流法：

由KCL: i1 i2 i3 0 E1 R1I1 R3 I 3 0 由KVL:

E2 R2 I 2 R3 I 3 0

三个方程，三个末知数，可以求解。

例：已知 R1 R2 2 , R3 4 , E1 4V , E2 16V

则： I1 4.4 A, I 2 5.6 A, I 3 1.2 A

2.4.1 电压源与电流源电压源的特性可描述如下： 如果一个元件接到任意外电路，能始终保持 固定的电压uS(t),与通过它的电流大小无关，则 此二端元件称为(理想)电压源。i

图2-18 电压源与电池

2.4.1 电压源与电流源

电压源符号：

左：直流源； 中：交流源； 右：老符号

2.4.1 电压源与电流源

理想电压源意味着能输出无穷大电流， 是不存在的，否则将全世界用电器并联 在这个电压源上，能源问题就解决了。

电流源的特性： 如果元件接到任意外电路后，该元件输出的电流

始终保持规定的电流iS(t),与其两端电压的大小无 关，则此二端元件称为(理想)电流源。

+ u

u

图2-19 电流源与光电池

2.4.1 电压源与电流源

电流源符号：

标准符号；

老符号

例2-4

例 如图2-20所示电路，已知uS1 = 5V,uS2 = 10V, R1 = R3 = 1 ,R2 = R4 = 4 ,求i和uab。

图2-20

解即

设电流参考方向和绕行方向一致，根据KVL,得

R1i + R2i + R3i + uS2 + R4i uS1 = 0(R1+ R2 + R3 + R4)i = uS1 uS2 所以

uab应是a、b两点间各段电压的代数和，即 uab = R3i + uS2 = [1×( 0.5) + 10]V = 9.5V

2.4.2 实际电源的模型及等效

实际电源的等效模型：从测量u和i的变化得出。

对于电压源：

u = uS RSi

2.4.2 实际电源的模型及等效

实际电源的等效模型：从测量u和i的变化得出。

对于电流源： 或者：

电压源模型与电流源模型的等效互换：

电压源(串联电阻),电流源(并联电阻): 保持端口处电压、电流不

变。

注意电压源的正极和电流源的电流方向一致。

电压源模型与电流源模型的等效互换：电压源模型(并联电阻)的处理：

R对外电路没有影响，除非本来是求R上 的电流电压，R可以去掉。

电压源模型与电流源模型的等效互换：电流源模型(串联电阻)的处理：

R对外电路没有影响，除非本来是求R上 的电流电压，R可以去掉。

电压源模型与电流源模型的等效互换：电流源并联的处理(注意方向):