3 电源及等效变换

时间:2025-07-10

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):

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