《电工基础》教案2-8电压源与电流源及其等效变换

《电工基础》教案
以看做是理想电压源.
二、电流源：
1、电流源是一种不断向外电路输出电流的装置.
如光电池在具有一定照度的光线照射下,光电池将被激了产生定值的电流,电流的大小与照度成正比.
2、实际电流源的电流总有一部分在电池内部流动的,而不能全部流出,实际电流源：
I=Is-U/r0
式中,Is——电流源的定值电流；
U/r0——内阻上的电流；
I——电流源的输出电流.
当电流源定值电流Is与内阻r0一定时,随着输出电压的增大,内阻分流增大,使用权输出电流减小.
3、理想电流源：
当r0=∞时,则输出电流I接近于定值电流Is,即与输出电压无关,这种电流源称为理想电流源.
三、电压源与电流源的等效变换
1、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.实际上,对于同一个电源,既可以用电压源来表示,也可以用电流源来表示,而且两者之间可以等效互换.
2、当实际电源由电压源表示时,外电路电流为
I=<E-U> / r0=E/ r0-U/r0
3、当实际电源由电流源表示时,外电路为
I=Is-I0=Is-U/r0
4、当电压源与电流源进行等效变换时,只需把电压源的短路电流E/r0作为电流源的恒定电流Is,内阻数值不变,由串联必为并联,即可把电压源模型转化为电流源模型；反之,将电流源的开路电压Is r0作为恒定电压E,内阻值不变,。

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。

《电⼯基础》教案2-8电压源与电流源及其等效变换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。

电压源电流源等效变换电压源和电流源是电路中常用的两种基本电子元件，它们在电路中起到不同的作用。

在某些情况下，可以将电压源和电流源等效变换，使得电路分析更加简化。

本文将从电压源和电流源的定义、特性以及等效变换的方法等方面进行探讨。

一、电压源和电流源的定义与特性电压源是指能够提供稳定电压的电子元件，它的输出特性可以看作是一个恒定的电压源。

电压源的电压不受外部电路负载的影响，始终保持恒定。

电压源通常用符号“E”表示，单位为伏特（V）。

电流源是指能够提供稳定电流的电子元件，它的输出特性可以看作是一个恒定的电流源。

电流源的电流不受外部电路负载的影响，始终保持恒定。

电流源通常用符号“I”表示，单位为安培（A）。

二、电压源和电流源的等效变换方法1. 电压源到电流源的等效变换将一个电压源等效为一个电流源，可以使用电流分配定律来实现。

根据电流分配定律，一个电阻电路中的电流分配与电阻值的比例成正比。

因此，可以通过串联一个大电阻来实现电压源到电流源的等效变换。

假设有一个电压源E和一个大电阻R，将它们串联连接，接在一个负载电阻上。

根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻值。

由于电压源的电压恒定，当电压源等效为电流源时，电流也应恒定。

因此，通过调整电阻R的值，可以使得电流恒定，从而实现电压源到电流源的等效变换。

2. 电流源到电压源的等效变换将一个电流源等效为一个电压源，可以使用电压分配定律来实现。

根据电压分配定律，一个电阻电路中的电压分配与电阻值的比例成正比。

因此，可以通过并联一个大电阻来实现电流源到电压源的等效变换。

假设有一个电流源I和一个大电阻R，将它们并联连接，接在一个负载电阻上。

根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻值。

由于电流源的电流恒定，当电流源等效为电压源时，电压也应恒定。

因此，通过调整电阻R的值，可以使得电压恒定，从而实现电流源到电压源的等效变换。

三、电压源和电流源的应用举例1. 电压源的应用电压源常用于提供稳定的电压给电子设备，例如电池、直流电源、稳压器等。