电路学课件：2-6 实际电源的两种模型及其等效变换

工作点工作点1.实际电源的电压源模型实际电源的电压源模型ui USUu=uS Rs iRs:电源内阻电源内阻us:电压源电压电压源电压Ii+_uSRs+u_uS=US（直流）（直流）时，其时，其VCR曲线如下：曲线如下：1.开路时开路时i=0，u=uoc=Us 开路电压开路电压uoc2.短路时短路时u=0，i=isc=Us/Rs 短路电流短路电流isc3.Rs=uoc/isc2.6 2.6 实际电源的两种模型及其等效变换实际电源的两种模型及其等效变换工作点工作点2.实际电源的电流源模型实际电源的电流源模型GUuiISUIi=iS Gs uiS=IS时，其时，其VCR曲线如下：曲线如下：Gs:电源内电导电源内电导 is:电流源电流电流源电流iGs+u_iS3.实际电源两种模型之间的等效变换实际电源两种模型之间的等效变换u=uS Rs ii=iS Gsui=uS/Rs u/Rs 通过比较，得等效条件：通过比较，得等效条件：Gs=1/Rs ,iS=uS/RsiGs+u_iSi+_uSRs+u_ 电压源、电阻的串联组合与电流源、电阻的并联组合电压源、电阻的串联组合与电流源、电阻的并联组合可以相互等效变换。可以相互等效变换。注意注意电压源和电流源的参考方向，电压源和电流源的参考方向，电流源电流源的参考方向由电压源的的参考方向由电压源的负极指向正极负极指向正极。由电压源模型变换为电流源模型：由电压源模型变换为电流源模型：转换转换转换转换i+_uSRs+u_i+_RS iSRs+u_iRs+u_iS由电流源模型变换为电压源模型：由电流源模型变换为电压源模型：iRs+u_ssuR IS iS iS iS (2)所谓的所谓的等效等效是对是对外部电路外部电路等效，对等效，对内部电路内部电路是不等效的。是不等效的。注意注意：开路的电流源模型中可以有电流流过并联电导开路的电流源模型中可以有电流流过并联电导Gs。电流源模型端口短路时电流源模型端口短路时,并联电导并联电导Gs中无电流。中无电流。电压源模型端口短路时，电阻电压源模型端口短路时，电阻Rs中有电流；中有电流；开路的电压源模型中无电流流过开路的电压源模型中无电流流过 Rs；ISiGsiS(1)等效前后电压源的极性和电流源的方向。（如何判断？）等效前后电压源的极性和电流源的方向。（如何判断？）iSiSiSGsiiS(3)理想电压源与理想电流源不能相互转换。理想电压源与理想电流源不能相互转换。4.多个电压源模型串联多个电压源模型串联us1us2usn+-+-R1R2Rnus+-RssiuuiRR5.多个电流源模型并联多个电流源模型并联isGG1G2Gnis1is2isnssiiiiGG一个节点一个节点思考：思考：多个电压源模型并联（多个电压源模型并联（略略）Rs1+us1-Rs2+us2-Rnn+usn-isRsRs1is1Rs2is2RsnisnRs=Rs1/Rs2/Rsnisi=usi/Rsi (i=1,2,n)is=isi思考：思考：多个电流源模型串联（多个电流源模型串联（略略）us1us2usn-+-+-+Rs1Rs2Rsnis1Rs1is2Rs2isnRsnus-+Rsusi=Rsiisi (i=1,2,n)us=usiRs=Rsi6.与理想电压源直接并联的二端网络与理想电压源直接并联的二端网络+_uSNui+-+_uSui+-结论结论：与理想电压源直接并联的二端网络对外电：与理想电压源直接并联的二端网络对外电路来说可以视为不存在。路来说可以视为不存在。u=usi 可为任意值可为任意值u=usi 可为任意值可为任意值VCR:VCR:7.与理想电流源直接串联的二端网络与理想电流源直接串联的二端网络结论结论：与理想电流源直接串联的二端网络对外电：与理想电流源直接串联的二端网络对外电路来说可以视为不存在。路来说可以视为不存在。i=isu可为任意值可为任意值VCR:VCR:isNiu-+isiu-+i=isu可为任意值可为任意值8、应用举例、应用举例例例1.求求I=?5A3 4 7 2AIbacI=0.5A+_15v_+8v7 3 I4 abc利用实际电源两种模型转换可以简化电路计算。利用实际电源两种模型转换可以简化电路计算。注意注意：化简时不能改变待求支路。：化简时不能改变待求支路。答案：答案：U=20V例例2.如图，求如图，求U=?6A+_U5 5 10V10Vab+_U5 2A6A5 ba+_U5 8A5 ab可视为可视为不存在不存在例例3.如图，求如图，求I=?8A10 8 16V-+8 6 6AabIcd8A10 8+abIcd2A8-36V6 I10+abcd-36V6 6A4 10+abcd-36V6 24V4+-II=(24-36)/(4+6+10)=-0.6A例例4.如图，求如图，求Uab=?1A1 1V+-2 1A1V+-2 2 1A2 4 abcde+-Uab+1V-2 1A2 1A2 4 abcde+-Uab+1V-2 2 1A2 4 abcde+-Uab2V-+4 1A2 4 abe+-Uab1V-+4 1A2 4 abe+-Uab1V-+4 1A2 4 abe+-Uab0.25A4 0.75A2 4 abe+-Uab4 2 4 abe+-Uab+-3V431.2(424)abVU思考：如图，求思考：如图，求ab间的最简等效电路间的最简等效电路2A10V+-12 12 5 ab2A10V+-12 12 5 ab2A5 ab受控电压源、电阻的串联组合和受控电流源、电导受控电压源、电阻的串联组合和受控电流源、电导的并联组合也可以用上述方法进行变换。的并联组合也可以用上述方法进行变换。此时应把受控电源当作独立电源处理，但应注意在此时应把受控电源当作独立电源处理，但应注意在变换过程中变换过程中保存控制量所在支路保存控制量所在支路，而不要把它消掉。，而不要把它消掉。9、有关受控源、有关受控源例例8.注注:受控源和独立源一样可以进行两种模型的等效变换。受控源和独立源一样可以进行两种模型的等效变换。abuR i+-i(a)ba iRR-+u-+i(b)对对(a),端口端口VCR为：为：u=R(i-i)=(1-)Ri对对(b),端口端口VCR为：为：u=Ri-iR=(1-)Ri对对(a)、(b),其端口其端口VCR相同，相同，故故(a)、(b)对外电路等效对外电路等效suRuCiRusucRi+-scRuRiRiusRRuuu42VuR2已知已知u uS S=12V=12V，R R=2=2，i iC C=2=2u uR R，求，求u uR R。练习：210，11