电压源与电流源及其等效变换ppt课件

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电工电子电压源电流源及其等效变换PPT课件

UA UB UAB=0 UAB= UA UB
第20页/共24页
例1.6
R3
R4
+
Us3 -
+
①Us1 -
R1
I3
+
Us2 -
R2
I1
I2
IB IC IE
RC
UCE RE
+ – UCC
对回路①列方程
UCE ?
I3R3 US1 I1R1 US3 0 UCE UCC ICRC IERE
对回路列方程
1.7.2 电流源
一、理想电流源
电源的输出电流与外界电路无关,即电源输出电流的大小和方向与它两端的电压无关,也就是说无论接什么样的外电路,输出电流总保持为某一给定值或某一给定的时间常数。
1、电路符号
is
+
u
-
Is
+ U
-
理想电流源(交流)
理想电流源(直流)
第7页/共24页
2、伏安特性
I
Is
第17页/共24页
例1.5
R3
④
① R4 i4 ②
+
Us3 -
+
Us1 -
R1
i3
+
Us2 -
R2
i1
i2
is
③
对封闭面④列方程 i1 + i2 + i3+ is =0
对节点①列方程
i1 + i3 - i4 =0 对节点② 列方程
i2 +i4 + is =0 对节点③列方程
-i1 -i2 - i3- is =0
1.7 电压源、电流源及其等效变换

§3-2 电压源和电流源的等效变换

电工基础
电气自动化教研室
刘志辉
主要内容
项目一电压源和电流源的等效变换
电压源电流源电压源和电流源的等效变换
1.理想电压源
根据全电路欧姆定律U=E-Ir，电源内阻r越小，输出电压U越大。
当r=0时，U=E，输出电压U与电流无关。把内阻r=0的电源称为理想电压源，又称恒压源；
+
E
E
-
理想电压源的表示方法
IS
r
5.电压源和电流源的等效变换
+ E
r1
IS
r2
一个实际电源可以用电压供电，也可以用电流供电，为了分析电路方便，电压源和电流源之间可以进行等效变换。
I E r1 R
I
Is
r2
r2
R
r1=r2 且 E=Isr
想想、练练
什么是电压源？
什么是电流源？
R（0~50Ω）
计算输出电流，看你能得到什么启示？低电阻的负载在一定范围内变化，具有高内阻的电源输
出的电流变化范围很小。电源内阻越趋近于∞，电流越趋近于恒定。
3.理想电流源
把内阻无穷大的电源称为理想电流源，又称恒流源。
IS
理想电流源表示方法
4.实际电流源
理想电流源并不存在，可以把一个实际电源看做用理想电流源和内阻并联。称为电流源模型，简称电流源。
1.理想电压源
理想电压源的特点 a.输出电压由电源本身决定，与外电路无关； b.电路电流为任意值，有电源和外电路共同决定。
2.实际电压源
理想电压源实际并不存在，可以把一个实际电源用理想电压源和内阻串联表示，称为电压源模型，简称电压源。
+
E
E
-

两种电源的等效变换PPT课件

恒压源的两个特点：电压恒定不变；电流可任意。
图 1-10 电压源
电压源的模型：如图中虚线框内部分。即用一个电阻和理想电压源的串联组合来表示。
2020/10/13
4
② 电流源为电路提供一定电流的电源。
理想电流源(恒流源):电源内阻为无穷大，并能提供一个恒定不变的电流。
恒流源的两个特点：电流恒定不变；电压可任意。
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
14
2、什么是恒流源？电流源的模型结构？
3、两种电源模型的等效变换的条件是什么？
2020/10/13
2
动画
IS
E r0
E rS
E r0 r0 rS
IS rS
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3
讨论问题1
1、电压源和电流源的概念与模型
① 电压源：为电路提供一定电压的电源。
理想电压源(恒压源):电源内阻为零，并能提供一个恒定不变的电压。
第5节两种电源模型的等效变换
阅读内容
动画
讨论
练习
小结
作业
内容与要求： 1、建立电压源、电流源的概
念。 2、了解两种电源的等效变换。本节的重点：
两种电源的概念。本节的难点：两种电源的等效变换
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1
阅读内容
• 请阅读教材第46~49页
• 思考问题：
1、什么是恒压源？电压源的模型结构？
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作业
• 教材第52页习题：15、16
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10

电压源与电流源等效变换实验ppt课件

电压源与电流源等效变换实验
5
实验内容、步骤
• 一、测定直流稳压电源的伏安特性
• 1、一般情况下，晶体稳压电源内阻远小于负载电阻，可将其视为理想电压源。如好线路，开启晶体稳压电源，调节输出电压U0等于10伏，调节可变电阻RL,测量的输出电压。
晶体管稳压源
mA
U0 V
U
R=200欧
RL
理想电压源实验电路
• 方法三：测量实际电流源的开路输出电压Uab，令电压源的开路电压即E=Uab。相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。
• 方法四：调节电路中恒压源E，令图2中电流表、万用表的读数图1的数值相等，
记录E之值，验证等效变换条电件压源的与正电流确源性等效。变换实验
12
实验报告要求
• 1．根据实验数据表格绘出电源的五条外特性曲线； 2．从实验结果， 3．回答思考题。
I(mA)测量值
I(mA)计算值
误差%
电压源与电流源等效变换实验
10
实验设备、仪器
• 晶体管稳压电源一台 • 实验电路板一块 • 直流毫安表一只 • 万用表一只
思考题
1、电压源和电流源等效变换的条件是什么？所谓‘等效’是对谁而言？ 2、理想电流源和理想电压源能否进行等效变换？为什么？ 3、说明电压源和电流源的特性，其输出是否在任何负载下能保持恒值？
答案
电压源与电流源等效变换实验
11
拓展内容
• 研究电源等效变换的条件是
• 方法一：用电压源——串联一个电阻的模型，代替电流源——并联电阻模型。 E=IR0=10mA×510Ώ=5.1V，相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。
• 方法二：内阻R0为标称值，可能与实际值有出入。因此，先用万用表测出R0的实际值，再用方法一的步骤计算E。相应的电压源电路如图2。调节RL,测量相应的电流值。

电压源和电流源及其等效变换ppt课件

IS （3）负载开路时（I=0）： U U 0 R0
6
二、电流源
输出电流和端电压的关系： I I S U
R0
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。输出电流I减小，端电压U增大。输出电压取决于负载RL。
(a)
(b)
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 (1)开路时：输出电流I＝0 ，端电压U0＝US。 (2)接入负载RL后： I U S (3)短路时（U=0）：
R0 RL U U S R0 I
I I SC
US R0
1
一、电压源
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（I＜IN）时，电压U只稍有降低。如下图（a）所示。
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。
12
例题电路如图（a）所示，I =5A，U =100V， S S
R1=R2=2.5Ω，R3=10Ω。求：各支路电流和电源输出功率
U S I 2 100 4 W 400W
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。
15
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所以内阻
U0 U N 110 104.5 100 % 100 % 5% U0 110

电压源与电流源及其等效变换

3 a I
b 7
4 c
+ 7v _
两个电压源求和
a
7
I
7
c
第25页，共38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。
+
1
2A 解:
3 6
1
++
6V–
12V –
2
I
3 2A
(a)
–
由图(d)可得
2 2V
I 82 A1A 222
2 +
8V –
2
I
(d)
+ +
–
1 1 2V
6 2A
通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。
有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。
第37页，共38页。
谢谢！
第38页，共38页。
第3页，共38页。
RO
RO
第4页，共38页。
电工电子实验室用
微机用
图2-23 电子稳压电源
第5页，共38页。
电压源的串联
多个电压源串联使用时，等效电压源的电动势等于各个电压源电动势的代数和，即，
EEi
Ei表示电动势,它有正负哦!
第6页，共38页。
第7页，共38页。
二、电流源
I
电流源是由电流 IS 和
理想电压源的内阻为0，再并联多少电阻也还是0 ，所以并不并都一样。并了当没并对待。
与理想电流源串联的所有电路元件失效〔对外电路来说〕
理想恒流源的内阻为∞，再串联多少电阻也还是∞，所以串不串都一样。串了当没串对待。

电压源和电流源及其等效变换

特性
01
02
03
输出电压恒定，不受电流影响。
电流由外电路决定，与电压源无关。
04
05
电压源的内阻为零。
电流源的定义与特性
电流源：一种理想化的电源，其输出电流保持恒定，不受负载变化的影响。
04
电压由外电路决定，与电流源无关。
01 03
特性
02
输出电流恒定，不受电压影响。
02
电压源与电流源的等效变换
电压源的优缺点比较
• 电压源的输出电压精度较高，适用于需要高精度电源的应用。
电压源的优缺点比较
01
缺点
02 电压源的输出电流较小，可能无法满足大电流负载的需求。
03
电压源的输出电压较高时，可能存在安全风险。
04
电压源的效率较低，可能存在较大的能量损失。
电流源的优缺点比较
01
优点
02
电流源能够提供恒定的输出电流，不受负载变化的影响。
电压源和电流源及其等效变换
目录
• 电压源和电流源的定义与特性 • 电压源与电流源的等效变换 • 电压源和电流源的应用场景 • 电压源和电流源的优缺点比较 • 电压源和电流源的未来发展趋势
01
电压源和电流源的定义与特性
电压源的定义与特性
电压源：一种理想化的电源，其输出电压保持恒定，不受
负载变化的影响。
电子仪器
电机驱动
电流源用于驱动电机，通过调节电流大小和方向，控制电机的转速和转向。
电流源在电子仪器中用于产生标准电流，以进行测量和校准。
04
电压源和电流源的优缺点比较
电压源的优缺点比较
优点
电压源能够提供恒定的输出电压，不受负载变化的影响。

7、电压源和电流源ppt课件(全)

二、电流源
1、理想电流源: R0= 时的电流源
Ia
U
+
外
IS
U
-
RL
特性I
b
o
IS
特点: (1) 输出电流 I 不变，即 I IS
(2) 输出电压U由外电路决定。
(3) 理想电流源的电流 IS为零
时，理想电流源视为开路。
IS=0
(4)与理想电流源串联的元器件
对外电路而言为可视为短路。
+
a
E_
a
+
R2
E_
R1
IS
b
a
+ R2 _E
b
例设: E=10V
则：当R1接入时：
I=5A
+ E_
当R1 R2 同时接入时：I=10A
Ia
+ U_ab 2 R1 2 R2
b
2、电压源模型及外特性
I R0
+
- US
+
RL
U
-
UUSIR0
U US
R0越小斜率越小
恒压
O
外特性
US
R0 I
R0= 0时，U = US
一、电压源
1、理想电压源： R0= 0 时的电压源
+ US _
a
I+ U RL -
U 外特性U = f (I)
US
O
I
b
特点：(1)输出电压 U 不变，即 Uab US ；
(2)电源中的电流 I 由外电路决定。
(3)理想电压源中的电压 US为零时，理想电压源视为短路。
+
_ US=0

电压源—电流源变换电路PPT课件

12合理选用集成运放型号在使用时应了解引脚功能自激振荡的消除接地良好在切断电源情况下更换元器件采用抗干扰措施或加有源滤波消除干扰
• 2、V/I变换和I/V变换
• 一、电压源—电流源变换电路(V/I变换)
•
在某些控制系统中，负载要求电流源驱动，而实际的
信号又可能是电压源。这在工程上就提出了如何将电压源
第3页/共12页
1M＋ 1ຫໍສະໝຸດ V－A＋uo
1M
1M
－
A
＋
uo
(a)
(b)
图2-3 将光电流变换为电压输出的电路
第4页/共12页
0.0 1
IL
R3 R1 1k ID
－ 5G 24
＋
3D J6
Uo R2 5k
负载
图2-4 测量大电流IL的电路
第5页/共12页
精密仪用放大电路
A1、A2组成对称电路
us1
uo1
可把R1中点看成零电位
有
uo
A3组成差分放大电路
us2
uo2
Rt和R组成测量桥路，平衡时输出为零，否则，能进行有效放大。电路具有较高精度和良好性能。
第6页/共12页
单相功率测量电路
如电源电压为us=Umcoswt, 忽略集成乘法器的输入电
uB uA
p
阻,有
P
一般R1远小于RL, R2﹥RL/10,则
uo1
uB≈iLR1=R1Imcos(wt+j)
利用“虚断” “虚地”概念利用电容C可将二次谐波成
分滤除。若取KR4R1Rf= （R3+R4）R2，则
第7页/共12页
集成运放在使用中的一些问题
集成运放的调零

电压源与电流源及其等效转换共33页

Thank you
ห้องสมุดไป่ตู้
•
29、在一切能够接受法律支配的人类的状态中，哪里没有法律，那里就没有自由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除法律。 ——塞·约翰逊
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
电压源与电流源及其等效转换
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的，但是为了生存，我们不得不为自己编织一个笼子，然后把自己关在里面。 ——博莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时间再长，也还是没有制约力的。— —爱·科克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马克罗维乌斯

电压源与电流源的等效变换教学课件

（a）测电压源外特性
（b）测电流源外特性
图4-5 电源的等效变换
五、实验注意事项 1．按图接线时，应先接串联，再接并联线路； 2．通电前，应将滑线变阻器置于阻值最大处，电压源电流源输出调节旋钮应置于0位； 3．针对每一个实验电路图，正确选择仪表量程档； 4．直流仪表的接入应注意极性； 5．恒压源输出端不允许短路； 6．换接线路时，必须关闭电源开关，严禁带电操作。 7．注意数据的正确采集方法。
电压源与电流源的等效变换
一、实验目的 1.掌握电源外特性的测试方法； 2.验证电条件为IS = ES /RO 或ES = IS RO如图4-1所示：
图4-1 电压源与电流源的等效变换条件
三、实验设备 • 1、电源：恒压源、恒流源 • 2、负载：可调变阻器、定值电阻若干 • 3、测量仪表：直流电压表、直流毫安表
六、实验报告 1．根据实验中测得的四个表格，分别绘出理想电压源、实际电压源、理想电流源、实际电流源的V-I特性图，并总结归纳特性。 2．为什么恒压源输出端不允许短路？ • 电压源与电流源外特性为什么呈下降变化趋势？恒压源与恒流源输出在任何负载下是否保持恒定值？ • 根据实验结果总结等效变换的条件。
图4-3 测定实际电压源的外特性
•（1）实际电压源（恒压源串联一内阻）（0-20V/0200mA）按图4-3接线，虚线框可模拟为一个实际电压源，调节变阻器R2令其阻值由大到小变化，读两表数据并填入表4-2：
表4-1 实际电压源特性数据表格
U（V）
I（mA）
2．测定理想电流源与实际电流源外特性(0-20V/0-20mA) 理想电流源（恒流源）和实际电流源（恒流源并联一内阻）按图4-4接线， IS为直流恒流源，调节其输出为5mA，令RO 阻值分别等于∞ 和1KΩ ，调节变阻器R2，测出这两种情况下的电压表及电流表读数。填入表4-3和4-4。

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2 +
2
I
8V –
(d)
电压源与电流源及其等效变换
+ +
– 2 2V 2 2 I 4A
(c)
例4：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 -
3
2A 6
4V+
I
-
4 1
解：统一电源形式
2
3
2A 2A
6 1A
4 1 I
2 2 4A 1A
4 I 1
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
理想电流源（恒流源)
I
U
+
IS
U _
RL
O
I IS
特点: (1) 内阻R0 = ；
外特性曲线
(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。
例1：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 电流恒定，电压随负载变化。
(a)
解:
2 + 5V –
(a)
a + U 5A b
+a 3 U
b
(b)
a + 3 U
b (b)
+a
2 +
+ 2V-
5V-
U b
(c)
+a + 5V U –
b (c)
电压源与电流源及其等效变换
利用实际电源两种模型转换可以简化电路计算。
例2. 求I=? a
5A
3
b
2A
4
c
I 7
3 a
+
I
15v_
_ b 7
8v +
4
c
I=0.5A
注意：化简时不能改变待求支路。
电压源与电流源及其等效变换
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。
+
1
2A 解:
– 1 1 2V
3 6
1
++
6V–
12V –
2
I
3
6
2A
2A
2 I
(a)
(b)
由图(d)可得 I 8 2 A 1A
222
–
2 2V
(60+20)W=(36+16+8+20)W
80W=80W
电压源与电流源及其等效变换
例5 R5
R1 R2
R1 IS
R
(2)由图(a)可得：
(b) b
I R 1 I S － I 2 A － 4 A － 4 A
IR3U R31
10A2A 5
理想电压源中的电流
I U I 1 R － I 3 R 1 2 A － ( － 4 ) A 6 A
理想电流源两端的电压
(c) b
U I S U R 2 I S R R 2 I I S 1 6 V 2 2 V 1 V 0
IR1
a
a
a
R3
IU1
+_UR11URIS+_2
+ IS U
I R
+R1 _U1
_
I
I
IS
R I1
R1 IS
R
(a) b
(b) b
(c) b
解：(1)由电源的性质及电源的等效变换可得：
I1
U1 R1
10A1 1
0A
II1IS1 02A6A 22
电压源与电流源及其等效变换
a
a
+R1
I
I
_U1
IS
R
I1
电压源的外特性可近似认为是理想电压源。
电压源与电流源及其等效变换
理想电压源（恒压源）
I
U
+ +
E
E_
U _
RL
O
I
特点: (1) 内阻R0 = 0
外特性曲线
(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。例1：设 E = 10 V，接上RL 后，恒压源对外输出电流。当 RL= 1 时， U = 10 V，I = 10A 电压恒定，电当 RL = 10 时， U = 10 V，I = 1A 流随负载变化
对电源内部则是不等效的。
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。
② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。
+
a
E
– R0
IS
b
a–
a
E
R0
+
R0
IS
b
b
a R0
b
③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。
④ 任何一个电动势 E 和某个电阻 R 串联的电路，
电压源与电流源及其等效变换
1.5.2 电流源
电流源是由电流 IS 和内阻 R0 并联的电源的电路模型。
U
理
U0=ISR0
想
电流源电
流
源
O
I
IS
电流源的外特性
I
+
U
IS
R0 R0 U
RL
－
电流源模型
由上图电路可得:
U I IS R0
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。
1.5 电压源与电流源及其等效变换
1.5.1 电压源
电压源是由电动势 E
+ E
和内阻 R0 串联的电源的电路模型。
R0
I
+
U
RL
–
U 理想电压源
U0=E
电压源
电压源模型由上图电路可得:
U 若 R0 = 0 理想电压源 : U E
若 R0<< RL ，U E ，
解： 2
2
4A
1A
4 I 1
2
+ 8V
- 1A
2
4 I 1
I
2A
1A
1
3A
4
4
I 2 3A 2A 21
电压源与电流源及其等效变换
I 2 1
例4: 电路如图。U1＝10V，IS＝2A，R1＝1Ω， R2＝2Ω，R3＝5 Ω ，R＝1 Ω。(1) 求电阻R中的电流I； (2)计算理想电压源U1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。
都可化为一个电流为 IS 和这个电阻并联的电路。
电压源与电流源及其等效变换
例：
us
is
us
us
is
is
us1 is1
us2
is2
is
电压源与电流源及其等效变换
等效是对外等效，对内不等效
is = is2 - is1
例1: 求下列各电路的等效电源
2 +
3 5V–
+a
U 2 5A
电压源与电流源及其等效变换
1.5.3 电压源与电流源的等效变换
I
+
E
+
– R0
U
RL
–
I
U+ IS R0 R0 U RL
–
电压源
电流源
由图a： U = E－ IR0
等效变换条件:
E = ISR0
由图b： U = ISR0 – IR0
IS
E R0
电压源与电流源及其等效变换
注意事项：
① 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，
电压源与电流源及其等效变换
(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：
P U 1=U 1IU 1=1× 0 6=6W 0 P IS=U ISIS=1× 0 2=2W 0 各个电阻所消耗的功率分别是：
P R=R2I=1× 62=3W 6 P R 1=R 1IR 2 1= 1 × （ 4 ） 2－ = 1W 6 PR2=R 2IS2=2× 22=8W P R 3=R 3IR 32=5× 22=2W 0 两者平衡：