两种电源模型的等效变换

第三章复杂直流电路
---两种电源模型及其等效变换
一．填空
1.为电路的电源称为电压源，如果电压源内阻为，电源将提供，则称为理想电压源简称恒压源。

为电路的电源称为电流源，如果电流源内阻为，电源将提供，则称为理想电流源简称恒流源。

2．电压源与电流源的等效变换中对等效，对不能等效。

3．电压源变换为等效电流源的公式为，内阻R0的数值，改为联；电流源变换为电压源的公式为内阻r的数值，改为联；
4.两种电源模型的等效变换时，I
S 与U
S
的方向应当一致，即I
S
的端与U
S
的应互相对应。

二．是非判断
1.恒压源和恒流源之间也能等效变换。

（）
2.理想电流源的输出电流和电压都是恒定的，是不随负载而变化的。

（）
3.理想电压源的输出电流和电压都是恒定的，是不随负载而变化的。

（）三．将下图中的电流源和电压源进行互换
四．计算
1.用电压源与电流源等效变换法，求图所示电路中流过R的电流。

其中E1=E2=3V，E3=9V，R1=R2=R3=3Ω，R=1Ω。

2.利用电源的等效变换计算图中的电流I
3。

3.试用电压源与电流源等效变换的方法计算图中2Ω电阻中的电流I。

电源模型等效变换例题讲解
例1、有一直流发电机，E=230V，Ro=1Ω，当负载电阻RL=22Ω时，用电源的两种电路模型分别求电压U和电流I，并计算电源内部的损耗功率和内阻压降，看是否也相等？
解：（1）计算电压U和电流I。

在图（a）中
在图（b）中
计算结果证明，两种模型对负载RL是等效的。

（2）计算电源内阻压降和电源内部损耗的功率。

在图（a）中
在图（b）中
URO＝220V
比较计算结果，两种模型内部是不等效的。

例2.求电流I=?
解：等效为
例3.电路如图所示。

用电源模型等效变换的方法求I 。

分析：与理想电压源并联的支路，可开路处理；与理想电流源串联的支路可以短路处理。

解：原电路可等效为
在此基础上进一步化简
注意：待求电压或电流支路在变换过程中应保留在电路中，不参与等效变换。

最新国家开放大学电大《电工电子技术》机考任务判断题题库及答案判断题题库：1.基尔霍夫定律的理论依据是电荷守恒定律及能量守恒定律，对电路中各元件的种类、性质需加以限制。

（错）2.电路电流的实际方向是电位降低的方向，但不能据此来判别电流源或电压源上电流或电压的关联性。

（错）3.电路电流的实际方向是电位降低的方向，可依此来判别电流源或电压源上电流或电压的关联性。

（错）4.基尔霍夫定律即适用于线性电路，也适用于含非线性元件的电路。

-（对）5.两种电源模型的等效变换只是对相同外部电路而言，对电源内部是不等效的。

-（对）6.判别一个元件是吸收功率还是提供功率，取决于元件上电压和电流的实际方向，二者相同时是提供功率，相反时是吸收功率。

（错）7.在交流电路中，为了研究多个同频率正弦量之间的关系，常常选择其中一个作为参考，称为参考正弦量。

（对）8.由于正弦量与相量存在对应关系，所以相量等于正弦量。

（错）9.三相交流电路中，无论负载是对称还是不对称，三相电路总的有功功率都等于各相负载的有功功率之和。

（对）10.由对称三相电路有功功率P=3U P I P COSΦ=U L I L COSΦ可知，相位差即是相电压和相电流间的相位差，也是线电压和线电流的相位差。

（错）11.因为电流I与功率因数COSΦ成反比，所以功率因数减小，电流在输电线路上的功率损耗越小。

（错）12.自耦变压器具有结构简单、体积小、节约材料、效率高等优点，能够作为安全变压器使用。

（错）13.异步电动机的电磁转矩是由旋转磁场主磁通与转子电流的无功分量相互作用而产生的。

（错）14.三相异步电动机的功率因数COSΦ总是滞后的。

（错）15.在三相异步电动机的三个单相绕组中，三相对称正弦交流电的幅值相等，相位互差1500。

（错）16.绕线型感应电动机转子串电阻可以增大起动转矩；笼型感应电动机定子串电阻亦可以增大起动转矩（错）17.从能量控制的角度看，基极电流对直流电源提供的能量起到了控制作用，微小的基极电流能够控制发射极和集电极电流。

统一电源形式下的两种电源模型等效变换粟世玮;马强;熊炜【摘要】利用电压源与电流源两种模型之间的等效变换求解某一支路电压、电流,这在电路化简中是一种非常方便的方法.文章提出统一电源形式下的等效变换的方法,并介绍了在化简过程中对特殊元件的处理技巧,使得化简过程更简单、快捷.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2013(030)001【总页数】3页(P37-38,41)【关键词】电压源;电流源;等效变换;化简;统一电源【作者】粟世玮;马强;熊炜【作者单位】三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002;宜昌供电公司电能计量中心,湖北宜昌443002;三峡大学电气与新能源学院,湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】TN86在对复杂电路进行计算分析时，往往遇到只需求某一支路电流或电压的问题。

当然，解决方法多种多样，例如：支路法、网孔法、节点法等等。

这些方法的缺点是电路越复杂，所列方程越多，求解越困难。

若能利用电压源与电流源之间的等效变换逐步化简电路，则能免除解联立方程组的问题，使最终的计算变得非常简便。

但是，等效变换只能在实际电压源与实际电流源之间进行，而理想电压源与理想恒流源之间则不能进行变换，使得这种方法的运用受到了很大的限制。

为此，若对理想电压源及理想电流源的性质进行一些补充，使问题得以方便、快捷的解决，那么等效变换的运用范围就可以大大扩展。

1 两种电源模型及其等效变换一个实际电源可以用两种不同的电路模型来表示，分别是电压源模型和电流源模型，即可以用理想电压源与电阻的串联、理想电流源与电阻的并联来表示。

图1所示为电压源E和内阻R0的串联组合，在端子ab处的电压U与电流I的关系为：图2所示为电流源Is和内阻R0的并联组合，在端子ab处的电压U与电流I的关系为：即：所谓的等效变换，是对外等效，是对外部电路而言，两种电源模型具有完全相同的伏安特性。

由式（1）和式（3）可知，两个方程完全相同，也就是电压源模型与电流源模型在端子ab处的U和I的关系完全相同。

课 题 3－5两种电源模型的等效变换（2课时） 时间：10月15日教学目标 1．建立电压源和电流源的概念。

2．掌握电压源与电流源的等效变换。

教学重点 电压源与电流源的等效变换条件和应用场合。

教学难点 应用电压源与电流源的等效变换解题。

学情分析 学生在前面的学习中已接触过电压源。

课前复习戴维宁定理的内容。

第五节 两种电源模型的等效变换一、电压源1．电压源：为电路提供一定电压的电源。

2．恒压源：电源内阻为零，电源提供恒定不变的电压。

3．恒压源的特点（1）它的电压恒定不变。

（2）通过它的电流可以是任意的，且决定于与它连接的外电路负载的大小。

4．符号二、电流源1．电流源：为电路提供一定电流的电源。

2．恒流源：电源内阻为无穷大，电源将提供恒定不变的电流。

3．恒流源的特点（1）它提供的电流恒定不变，不随外电路而改变。

（2）电源端电压是任意的，且决定于外电路。

4．符号三、电压源与电流源的等效变换1．电压源 = 理想电压源串联内阻R 0电流源 = 理想电流源并联内阻R 02．电压源U = U S - I R 0I =0S R U U - 电流源I = I S -SR U 对外等效0S R U U - = I S - S R U 所以I S = 0S R U = SS R U ，R 0 = R S 3．结论（1）一个电压源与电阻的串联组合，可用一个电流源与电阻的并联组合来等效代替。

条件：I S = U S / R 0，R S = R 0，如下图（2）一个电流源与电阻的并联组合，可用一个电压源与电阻的串联组合来等效代替。

条件：U S = I S R S，R0 = R S如下图。

四、举例例1：例1例2：例2注意：（1）I S与U S的方向一致。

（2）等效变换对外电路等效，对电源内部不等效。

（3）恒压源和恒流源之间不能等效。

五、电源等效变换及化简原则1．注意点（3）2．两个并联的电压源不能直接合并成一个电压源，但两个并联的电流源可以直接合并成一个电流源。