实际电源的两种模型及其等效变换
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电源模型等效变换法
电源模型等效变换法是一种电路分析方法,用于简化复杂的电源网络。
它基于电气原理,将一个复杂的电源网络转换为一个简单的等效电源模型,使电路分析更加方便和直观。
在电源模型等效变换法中,我们首先需要了解两种基本的电源模型:理想电压源和理想电流源。
理想电压源是一个电气元件,其电压不随电流变化而改变,而理想电流源是一个电气元件,其电流不随电压变化而改变。
当我们面对一个复杂的电源网络时,我们可以使用电源模型等效变换法将其简化为一个等效电源模型。
具体步骤如下:
1. 确定电源网络中的主要元件和其连接关系。
2. 根据实际情况,选择合适的等效电源模型。
如果电源网络中的主要元件是电压源,则将其等效为一个理想电压源,其电压等于原电压源的电压。
如果电源网络中的主要元件是电流源,则将其等效为一个理想电流源,其电流等于原电流源的电流。
3. 将等效电源模型与电路中的其余元件连接起来,形成等效电路。
4. 分析等效电路,使用常见的电路分析方法,如欧姆定律、基尔霍夫定律等,来求解电路中的电流、电压等参数。
通过电源模型等效变换法,我们可以将复杂的电源网络简化为一个等效电源模型,从而简化了电路分析过程。
这种方法在电路设计和故障诊断等领域具有重要的应用价值。
3.3 两种电源模型的等效变换导学案电子专业考纲:理解电压源和电流源的概念,并掌握它们之间的等效变换。
一、电压源1、定义:为电路提供一定电压的电源。
如图(a )(a) (b)理想电压源:为电路提供恒定不变电压的电源。
如图(b)(教师帮助学生分析电压源和理想电压源为电路提供电压和电流的特点)二、电流源通常所说的电流源一般是指理想电流源,其基本特性是所发出的电流固定不变(I s )或是一定的时间函数i s (t ),但电流源的两端电压却与外电路有关。
实际电流源是含有一定内阻r S 的电流源。
三、两种实际电源模型之间的等效变换实际电源可用一个理想电压源E 和一个电阻r 0串联的电路模型表示,其输出电压U 与输出电流I 之间关系为U = E - r 0I实际电源也可用一个理想电流源I S 和一个电阻r S 并联的电路模型表示,其输出电压U 与输出电流I 之间关系为U = r S I S - r S I对外电路来说,实际电压源和实际电流源是相互等效的,等效变换条件是r 0 = r S , E = r S I S 或 I S = E /r 0四、电源之间的等效变换注意事项:① 。
② 。
③ 。
④ 。
⑤ 。
【课前练习】一、判断题1、对外电路来说,一个有源二端网络可以用一个电压源来等效替代。
( )2、如果网络具有两个引出端与外电路相连不管其内部结构如何这样的网络就叫做二端网络。
( )3、理想电压源只是从电路中抽象出来的一种理想元件,实际上并不存在。
( )二、选择题1、如图1所示电路中,电流I值为 ( )A.2A B.-2 A C.4A D.-4A2、如图2所示电路中,电阻R2减小时,电流I将( )A.增大 B.减小 C.不变 D.不能确定3、如图3所示电路中的电压U为()A.2.5V;B.5V;C.7.5V;D.10V图1 图2 图3三、填空题1、如图4所示电路中,电流I= A,电阻消耗功率为,电流源的功率为,电压源的功率为。
实际电流源和实际电压源的等效变换条件引言:电流源和电压源是电路中常见的两种基本电子元件。
实际电流源和实际电压源是指能够在给定的条件下产生稳定电流和电压的源。
在电路设计和分析中,我们经常会遇到需要将电流源转换为电压源,或者将电压源转换为电流源的情况。
本文将介绍实际电流源和实际电压源的等效变换条件。
一、实际电流源的等效变换条件实际电流源是指其输出电流保持不变的电源。
要将实际电流源转换为实际电压源,需要满足以下条件:1. 保持输出电流不变:在等效变换中,输出电流应保持不变。
无论在原电流源还是在等效电压源中,输出电流都应为恒定值。
2. 电压响应独立于负载:等效电压源的输出电压应独立于负载的变化。
无论负载的变化如何,输出电压都应保持不变。
3. 输出电压为零:等效电压源的输出电压应为零,以保证等效电压源与原电流源之间的等效变换。
二、实际电压源的等效变换条件实际电压源是指其输出电压保持不变的电源。
要将实际电压源转换为实际电流源,需要满足以下条件:1. 保持输出电压不变:在等效变换中,输出电压应保持不变。
无论在原电压源还是在等效电流源中,输出电压都应为恒定值。
2. 电流响应独立于负载:等效电流源的输出电流应独立于负载的变化。
无论负载的变化如何,输出电流都应保持不变。
3. 输出电流为零:等效电流源的输出电流应为零,以保证等效电流源与原电压源之间的等效变换。
三、等效变换的应用举例等效变换条件的应用广泛,下面以两个具体的例子来说明:1. 将实际电流源转换为实际电压源:在需要测量电流的电路中,如果我们只有一个电压表而没有电流表,可以通过将实际电流源转换为等效电压源来实现。
通过满足上述等效变换条件,我们可以将实际电流源的输出电流转换为等效电压源的输出电压,从而使用电压表来测量电流。
2. 将实际电压源转换为实际电流源:在需要驱动负载电流的电路中,如果我们只有一个电流源而没有电压源,可以通过将实际电压源转换为等效电流源来实现。
“电路分析基础”教材各章小结第一章小结:1.电路理论的研究对象是实际电路的理想化模型,它是由理想电路元件组成。
理想电路元件是从实际电路器件中抽象出来的,可以用数学公式精确定义。
2.电流和电压是电路中最基本的物理量,分别定义为电流tqidd=,方向为正电荷运动的方向。
电压qwudd=,方向为电位降低的方向。
3.参考方向是人为假设的电流或电压数值为正的方向,电路理论中涉及的电流或电压都是对应于假设的参考方向的代数量。
当一个元件或一段电路上电流和电压参考方向一致时,称为关联参考方向。
4.功率是电路分析中常用的物理量。
当支路电流和电压为关联参考方向时,ui p=;当电流和电压为非关联参考方向时,uip-=。
计算结果0>p表示支路吸收(消耗)功率;计算结果<p表示支路提供(产生)功率。
5.电路元件可分为有源和无源元件;线性和非线性元件;时变和非时变元件。
电路元件的电压-电流关系表明该元件电压和电流必须遵守的规律,又称为元件的约束关系。
(1)线性非时变电阻元件的电压-电流关系满足欧姆定律。
当电压和电流为关联参考方向时,表示为u=Ri;当电压和电流为非关联参考方向时,表示为u=-Ri。
电阻元件的伏安特性曲线是u-i平面上通过原点的一条直线。
特别地,R→∞称为开路;R=0称为短路。
(2)独立电源有两种电压源的电压按给定的时间函数u S(t)变化,电流由其外电路确定。
特别地,直流电压源的伏安特性曲线是u-i平面上平行于i轴且u轴坐标为U S的直线。
电流源的电流按给定的时间函数i S(t)变化,电压由其外电路确决定。
特别地,直流电流源的伏安特性曲线是u-i平面上平行于u轴且i轴坐标为I S的直线。
(3)受控电源受控电源不能单独作为电路的激励,又称为非独立电源,受控电源的输出电压或电流受到电路中某部分的电压或电流的控制。
有四种类型:VCVS、VCCS、CCVS和CCCS。
6.基尔霍夫定律表明电路中支路电流、支路电压的拓扑约束关系,它与组成支路的元件性质无关。