第五节 两种电源模型的等效变换

,0,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五节两种电源模型的等效变换,一、电压源,二、电流源,三、两种实际电源模型之间的等效变换,一、电压源,通常所说的电压源一般是指,理想电压源,，其基本特性是其电动势,(,或两端电压,),U,S,保持固定不变 或是一定的时间函数,e,(,t,),，,但电压源输出的电流却与外电路有关。,实际电压源,是含有一定内阻,R,0,的电压源。,图,3-18,电压源模型,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。,图,3-19,电流源模型,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,U,S,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,=,U,S,R,0,I,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,，,U,S,=,R,S,I,S,或,I,S,=,U,S,/,R,0,【,例,3-6,】,如图,3-18,所示的电路，已知电源电动势,U,S,= 6 V,，,内阻,R,0,= 0.2,，,当接上,R,= 5.8,负载时，分别用电压源模型和电流源模型计算负载消耗的功率和内阻消耗的功率。,图,3-18,例题,3-6,解：,(,1,),用电压源模型计算,：,电流源的电流,I,S,=,U,S,/,R,0,= 30 A,，,内阻,R,S,=,R,0,=,0.,2,，,负载中的电流,两种计算方法对负载是等效的，对电源内部是不等效的。,负载消耗的功率,P,L,=,I,2,R,=,5.8 W,，,内阻中的电流,(,2,),用电流源模型计算,：,负载消耗的功率,P,L,=,I,2,R,=,5.8 W,，,内阻的功率,=,I,2,R,0,=,0.2 W,内阻的功率,=,R,0,= 168.2 W,【,例,3-7】,如图,3-19,所示的电路，已知：,U,S,1,= 12 V,，,U,S,2,= 6 V,，,R,1,= 3,，,R,2,= 6,，,R,3,= 10,，,试应用电源等效变换法求电阻,R,3,中的电流。,图,3-19,例题,3-7,U,S,1,U,S,2,解,:,(,1,),先将两个电压源等效变换成两个电流源，如图,3-20,所示：两个电流源的电流分别为：,I,S1,U,S,1,/,R,1,4 A,，,I,S2,U,S,1,/,R,2,1 A,图,3-20,例题,3 - 7,的两个电压源等效成两个电流源,(,3,),求出,R,3,中的电流,(,2,),将两个电流源合并为一个电流源，得到最简等效电路，如图,3-21,所示： 等效电流源的电流,I,S,I,S1,I,S2,3 A,，,其等效内阻为,R,R,1,R,2,2,图,3-21,例题,3 -7,的最简等效电路,本章小结,一、基夫尔霍定律,二、支路电流法,三、叠加定理,四、戴维宁定理,五、两种实际电源模型的等效变换,1,电流定律,电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于从该节点流,出的电流之和，即,I,流入,=,I,流出,。,电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于,零，即,I,= 0,。,一、基夫尔霍定律,在使用电流定律时，必须注意：,(,1,),对于含有,n,个节点的电路，只能列出,(,n,1),个独立的电流方程。,(,2,),列节点电流方程时，只需考虑电流的参考方向，然后再带入电流的数值。,2,电压定律,在任何时刻，沿着电路中的任一回路绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零，即,U,= 0,。,对于电阻电路来说，任何时刻，在任一闭合回路中，各段电阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和，即,RI,=,E,。,以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点 电流方程和回路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路,(,或各元件,),的电压及功率，这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。,对于具有,b,条支路、,n,个节点的电路，可列出,(,n,1,),个独立的电流方程和,b,(,n,1,),个独立的电压方程。,二、支路电流法,四、戴维宁定理,三、叠加定理,任何一个线性有源二端电阻网络，对外电路来说，总可以用一个电压源,U,S,与一个电阻,R,0,相串联的模型来替代。,电压源的电动势,U,S,等于该二端网络的开路电压，电阻,R,0,等于该二端网络中所有电源不作用时,(,即令电压源短路、电流源开路,),的等效电阻。,当线性电路中有几个电源共同作用时，各支路的电流,(,或电压,),等于各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流,(,或电压,),的代数和,(,叠加,),。,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，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，,对外电路来说，,二者,是相互等效的，等效变换条件是,五、两种实际电源模型的等效变换,R,0,=,R,S,，,U,S,=,R,S,I,S,或,I,S,=,U,S,/,R,0,