电压源与电流源教程文件
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电压源和电流源学习目标:1.掌握电压源和电流源的概念。
2.掌握电压源和电流源的等效转换。
重点:电压源和电流源的等效转换。
难点:电压源和电流源的等效转换。
把其它形式的能转换成电能的装置称为有源元件,可以采用两种模型表示,即电压源模型和电流源模型。
教学方法:讲授、讨论、启发教具:多媒体二、【新课导入】(一)、电压源1.理想电压源(恒压源)2、特点:无论负载电阻如何变化,输出电压即电源端电压总保持为给定的US或us(t)不变,电源中的电流由外电路决定,输出功率可以无穷大,其内阻为 0 。
(二)、电流源1、理想电流源(恒流源)2、特点:无论负载电阻如何变化,总保持给定的Is 或i s (t) ,电流源的端电压由外电路决定,输出功率可以无穷大,其内阻无穷大。
(三)、电压源与电流源的转换1.特性:电压源可以等效转换为一个理想的电流源I S 和一个电阻R S 的并联,电流源可以等效转换为一个理想电压源U S 和一个电阻R S 的串联。
即转换公式:U S =R S *I S2.注意:(1)转换前后U S 与I s 的方向,I s 应该从电压源的正极流出。
(2)进行电路计算时,恒压源串电阻和恒电流源并电阻两者之间均可等效变换,R S 不一定是电源内阻。
(3)恒压源和恒流源不能等效互换。
(4)恒压源和恒流源并联,恒流源不起作用,对外电路提供的电压不变。
恒压源和恒流源串联,恒压源不起作用,对外电路提供的电流不变。
(5)与恒压源并联的电阻不影响恒压源的电压,电阻可除去,不影响其它电路的计算结果;与恒流源串联的电阻不影响恒流源的电流,电阻可除去,不影响其它电路的计算结果;但在计算功率时电阻的功率必须考虑。
(6)等效转换只适用于外电路,对内电路不等效。
例 1、图 1-7 电流源转换成电压源例 2:如图 1-8电压源的转换I= 1A课堂练习:1、把如图 1-9 的电压源转换成电流源【巩固小结】1.理想电流源(恒流源)的特点2.理想电流源(恒流源)的特点3、电压源与电流源的转换的注意事项【课后练习】1、把图 1-9 的电压源电流源转换成电压源。
第周第课时月日课题电压源与电流源及其等效变换知识目标理解电压源与电流源的概念能力目标掌握电压源与电流源等效变换的条件教学内容及组织教法[课题引入]1、提问相关知识2、引入本节课题[新课内容](以讲解为主)一、电压源实际电源可以用恒定电动势E和内阻r串联起来表示,它以输出电压的形式向负载供电,输出电压(端电压)的大小为如果电源的内阻r越大,则在输出相同电流的条件下,端电压越小。
若电源内阻,r=0,则端电压U=E与输出电流的大小无关。
这种内阻r=0,输出恒定电压U=E的电源叫做理想电压源或恒压源,其符号如图2—34所示。
如果电源的内阻极小,可近似看成理想电压源,如稳压电源。
一般电源内部的电阻不可忽略,可用一个理想电压源E和内阻r串联起来表示,叫做实际电源的电压源模型,简称电压源。
二、电流源电流源的路端电压U=E-rI,电路中的电流(参考方向如图2—36所示)为式中 I s——电源的短路电流,I0——内阻上的电流, I——电源的输出电流。
I0=U/r电源以输出电流的形式对负载供电,恒定电流I s在内阻上的分流为I0,在负载R上的分流为I。
电源的输出电流I总是小于电源的短路电流I s,当电源的内阻r远大于负载电阻R时,内阻上的电流I0减小,输出电流加大,接近I s值。
如果内阻r=∞时,则不管负载电阻如何变化,电源输出的电流I=I s恒定不变。
把内阻r=∞的电流源叫做理想电流源。
实际的电流源可用一个理想电流源与内阻r并联表示,叫做实际电源的电流源模型,简称电流源。
三、电压源与电流源的等效变换电压源以输出电压的形式向负载供电,电流源以输出电流的形式向负载供电。
电压源和电流源可以等效变换。
等效变换指对外电路等效,即把它们与相同的负载连接,负载两端的电压,负载中的电流,负载消耗的功率都相同,如图2—38所示。
两种电源等效变换关系由下式决定应用上式可将电压源等效变换成电流源,内阻r阻值不变,要注意将其改为并联;应用下式可将电流源等效变换成电压源,内阻r阻值不变,将其改为串联。
第一章电路模型和基尔霍夫定律3讲授板书1、掌握电压源、电流源的概念、用法及特性;2、熟悉受控源的用法;3、掌握基尔霍夫定律的应用。
1、电压源、电流源用法及特性2、基尔霍夫定律的应用受控源的概念及用法1. 组织教学 5分钟3. 讲授新课 70分钟1)电压源及电流源 252)受控源 15 3)基尔霍夫定律 30 2. 复习旧课 5分钟电路元件特性4.巩固新课 5分钟5.布置作业 5分钟1 / 10一、学时:2二、班级:06电气工程(本)/06数控技术(本)三、教学容:[讲授新课]:第一章电路模型和电路定律(电压源和电流源的概念及特点受控源的概念及分类基尔霍夫定律)§1-8电源元件 (independent source)1. 理想电压源1)定义:其两端电压总能保持定值或一定的时间函数,且电压值与流过它的电流 i 无关的元件叫理想电压源。
2)电路符号3)理想电压源的电压、电流关系(1)电源两端电压由电源本身决定,与外电路无关;与流经它的电流方向、大小无关。
(2)通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。
伏安关系曲线如下图示:实际电流源可由稳流电子设备产生,如晶体管的集电极电流与负载无关;光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。
4)电压源的功率在电压、电流的非关联参考方向下;P = us i物理意义:电流(正电荷)由低电位向高电位移动,外力克服电场力作功电源发出功率。
例1-3图示电路,当电阻R在0~∞之间变化时,求电流的变化围和电压源发出的功率的变化。
解:(1)当电阻为R时,流经电压源的电流为:电源发出的功率为:表明当电阻由小变大,电流则由大变小,电源发出的功率也由大变小。
(2)当,则(3)当,则由此例可以看出:理想电压源的电流随外部电路变化。
在的极端情况,电流,从而电压源产生的功率,说明电压源在使用过程中不允许短路。
3 / 10例1-4计算图示电路各元件的功率。
解:(发出)(吸收)(吸收)满足:P(发)=P(吸)由此例可以看出:5V电压源供出的电流为负值,充当了负载的作用,说明理想电压源的电流由外部电路决定。
课题课时上课时间课型任课教师电压源与电流源的等效变换39---40 新课王老师教学目标专业能力掌握电压源与电流源的等效变换相关条件社会能力培养学生理论指导实践的能力,增强同学间的团结协作的意识协作能力、组织能力方法能力探究式学习,发挥学生学习的主动性,理实结合重点电压源与电流源的等效变换条件难点电压源与电流源的等效变换注意事项解决结合电路讲解方法强化记忆课前训时间分课堂设计教学设想配复习电流源、电流源向外电路输出电流计算公式、理想电流源导语我们已经学习了电压源和电流源的相关知识,本节课我们在学习他们互换的条件新课一、电压源与电流源的等效变换条件内容1、同一个电源即可用电压源来代替也可以用电流源来代替,电压源与内阻串联,电流源与内阻并联。
2 、对于同一个负载来说,电压源和电流源是等效的。
3 、电压源的输出I E - U 电流源的输出 I I S U 4 、等效变换条件: I E r0 r0r0 r0 r0 r0二、注意事项1、电压源与电流源的等效变换只是对外电路而言,两种电源的内部不等效。
当发生短路时,电压源内部没有电流,电流源内部有电流。
2、由于理想电压源的内阻定义为零,理想电流源的奶子定义为无穷大,因此两者之间不能等效变换3、电源的等效方法可以推广,如果理想电压源与外接电阻串联,可以把外接电阻看做是电源的内阻,等效互换为电流源的形式,理想电流源与外接电阻并联,可以把外接电阻看做是电源的内阻,等效互换为电压源的形式4、电压源的电动势 E 和电流源的恒定电流 Is 在电路中保持方向一致,即,Is 的方向从 E 的“ - ”端指向“ +”端三、例题1、电动势为12V、内阻为3Ω的电压源等效变换为电流源解: Is=E/r0=4A内阻为3Ω2、如图所示电路,恒定电流为2A,内阻为1Ω,等效变换为电压源解: E=Is r o=2V r o=1Ω小结作业回顾板书,强调知识点注意事项电压源与电流源的等效变换条件、注意事项、整理例题教学过程:学生阅读教材组内同学合作初步整理知识点板师生共同整理、讲解知识点书要求:设各小组长要组织好本小组的学习情计况,积极主动学习本节课的知识学习方式:学生自主学习组内讨论学习组间交流学习教学生预习情况学学生参与情况反思完成任务情况。