第六节 电压源与电流源
电压源与电流源
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US = IS RS RS = R0
II
I
UUSS+-+RRSS
IS US RS
UU
IS GS
US ISRS
U
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注意事项
❖等效互换是对外电路而言的,内部电 路并不等效。
❖理想电压源与理想电流源之间不能等 效变换。
❖等效变换时注意电源的方向,电流源 的流向是电压源负到正的方向。
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2.等效为理想电压源的电路
两个理想电压源串联，可以用一个 等效的电压源替代，替代的条件是
US = US1 + US2
a
+
a
US1 -
+
US
+
-
US2 -
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b
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例题：
a
a
R
US
US
b （a）
b
a
a
IS
US
US
b （b）
b
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3.等效为理想电流源的电路
两个理想电流源并联，可以用一个 等效的电流源替代，替代的条件是
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本节课结束， 谢谢大家！
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二、电流源
1. 理想电流源(恒流源)
I 特点: (1)I输出电流恒定I = IS,
IS
IS 与端电压无关。
U
(2)输出端电压取决于外
0 电路。
U
理(想3)电内流阻源R伏S=安∞特性
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2. 实际电流源
I IS
RS U
电压源和电流源
1、 理想电压源 定义： 输出的电压与流过该元件的电流无关。
电路符号： i + _uS
I+ _US
u us
0
i
理想电压源的伏安特性
理想电压源的V-A特性
特点： 恒压不恒流。
US恒定，I由电源和外电路共同决定。
理想电压源的开路与短路
i=0
++
uS
_
u=_uS
开路
+
+
i=∞
RL
iS
， 当R0很小时，iSC很大,
0
此种情况不允许出现。
二、 电流源
1、 理想电流源
定义： 输出的电流与该元件的端电压无关。
电路符号：
i
iS
+
i
iS
u
-
理想电流源的伏安特性
0
u
理想电流源的V-A特性
特点： 恒流不恒压。 iS恒定，u由电源和外电路共同决定。
理想电流源的开路与短路
i=iS
+
Байду номын сангаас
iS
外部特性曲线
i
is
k
0
u
电流源模型外特性
特例：
（1）a，b端开路，不接负载时，此时
i=0，u
uOC
iS GS
（2）a，b短路，电源短路时， u=0 i iSC iS
一般情况下，为带负载正常工作。
ia
iS R0
u=0 iSC
b
小结
1、理想电压源和理想电流源是忽略了实际电源内阻后的理想电路元件。
u=0
_
RL
短路
i=iS
电压源与电流源
1 1 VA R R 2 1 E D 0.4V A
解得：
小结：
1、实际电压源是一个理想电压源和内阻的串联；实际电流源是一 个理想电流源和内阻的并联。 2、电压源与电流源的等效条件：IS=E/RO， RO=RO´ 3、理想电压源和理想电流源相串联时等效为电流源；相并联时等 效为电压源。 4、受控电压源的电压或授控电流源是受电路中其他部分的某个电 压或电流控制的。 5、控制量为零时，受控源的电压或电流也等于零。此时受控电压 源相当于短路，受控电流源相当于开路。
U E
U
IRO
E
Ro越大
斜率越大
I
U E IRo
恒压源中的电流由外电路决定 I a + Uab E _ b
例1
2 R1
2
R2
设: E=10V 则： 当R1接入时 ： I=5A 当R1 R2 同时接入时：I=10A
I
+
a
R
恒压源特性小结
E
_
b
Uab
E I R
E 恒压源特性中不变的是：_____________ I 恒压源特性中变化的是：_____________ 外电路的改变 _________________ 会引起 I 的变化。
相同点：两者性质都属电源，均可向电路 提供电压或电流。
不同点：独立电源的电动势或电流是由非电 能量提供的，其大小、方向和电路 中的电压、电流无关； 受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流的控制。它不 能独立存在，其大小、方向由控制 量决定。
受控源分类
压控电压源 压控电流源 流控电压源 I1 + + U1 I E U E 2 1 -
一、电压源
电压源与电流源
电压源与电流源实际电源有电池、发电机、信号源等。
电压源和电流源是从实际电源抽象得到的电路模型，它们是有源二端元件。
一、电压源电池是人们日常使用的一种电源，它有时可以近似地用一个理想电压源来表示。
理想电压源简称电压源，它是这样一种理想二端元件：它的端电压总可以按照给定的规律变化而与通过它的电流无关。
常见的电压源有交流电压源和直流电压源。
电压源的图形符号如图1-16所示。
图1-16（a）既可表示交流电压源又可表示直流电压源，图1-16（b）仅表示直流电压源符号。
电压源具有以下两个特点：①电压源对外提供的电压总保持定值US 或者是给定的时间函数us（t），不会因所接的外电路不同而改变。
②通过电压源的电流的大小由外电路决定，随外接电路的不同而不同。
图1-17给出了直流电压源的伏安特性，它是一条与横轴平行的直线，表明其端电压与电流的大小无关。
由于实际电源的功率有限，而且存在内阻，因此恒压源是不存在的，它只是理想化模型，只有理论上的意义。
需要说明的是，将端电压不相等的电压源并联，是没有意义的。
将端电压不为零的电压源短路，也是没有意义的。
图1-16 电压源的图形符号图1-17 直流电压源的伏安特性二、电流源理想电流源简称为电流源。
电流源是这样一种理想二端元件：电流源发出的电流总可以按照给定的规律变化而与其端电压无关。
电流源的图形符号如图1-18（a）所示，直流伏安特性如图1-18（b）所示。
图1-18 电流源的图形符号及其伏安特性电流源有以下两个特点：①电流源向外电路提供的电流总保持定值IS 或者是给定的时间函数is（t），不会因所接的外电路不同而改变。
②电流源的端电压的大小由外电路决定，随外接电路的不同而不同。
恒流源是理想化模型，现实中并不存在。
实际的恒流源一定有内阻，且功率总是有限的，因而产生的电流不可能完全输出给外电路。
需要说明的是，将电流不相等的电流源串联，是没有意义的。
将电流不为零的电流源开路，也是没有意义的。
7、电压源和电流源ppt课件(全)
二、电流源
1、理想电流源: R0= 时的电流源
Ia
U
+
外
IS
U
-
RL
特 性I
b
o
IS
特点: (1) 输出电流 I 不变，即 I IS
(2) 输出电压U由外电路决定。
(3) 理想电流源的电流 IS为零
时，理想电流源视为开路。
IS=0
(4)与理想电流源串联的元器件
对外电路而言为可视为短路。
+
a
E_
a
+
R2
E_
R1
IS
b
a
+ R2 _E
b
例 设: E=10V
则： 当R1接入时 ：
I=5A
+ E_
当R1 R2 同时接入时：I=10A
Ia
+ U_ab 2 R1 2 R2
b
2、电压源模型及外特性
I R0
+
- US
+
RL
U
-
UUSIR0
U US
R0越小 斜率越小
恒压
O
外特性
US
R0 I
R0= 0时，U = US
一、电压源
1、理想电压源： R0= 0 时的电压源
+ US _
a
I+ U RL -
U 外特性U = f (I)
US
O
I
b
特点：(1)输出电 压 U 不变，即 Uab US ；
(2)电源中的电流 I 由外电路决定。
(3)理想电压源中的电压 US为 零时，理想电压源视为短路。
+
_ US=0
电压源与电流源
课题：电压源与电流源教学目标：1．了解实际和理想电压源和电流源2．掌握电压源与电流源的变换教学重点：电压源与电流源的变换教学难点：电压源与电流源的变换教学过程：2.5 电压源与电流源电源是将其它形式的能量(如化学能、机械能、太阳能、风能等)转换成电能后提供给电路的设备。
本节主要介绍电路分析中基本电源：电压源和电流源。
2.5.1电压源和电流源我们所讲的电压源和电流源都是理想化的电压源和电流源。
1.电压源电压源是指理想电压源，即内阻为零，且电源两端的端电压值恒定不变（直流电压），如图2.17所示。
它的特点是电压的大小取决于电压源本身的特性，与流过的电流无关。
流过电压源的电流大小与电压源外部电路有关，由外部负载电阻决定。
因此，它称之为独立电压源。
电压为Us的直流电压源的伏安特性曲线，是一条平行于横坐标的直线，如图2.18所示，特性方程U = Us （2-26）如果电压源的电压Us=0，则此时电压源的伏安特性曲线，就是横坐标，也就是电压源相当于短路。
图2.17 电压源图2.18 直流电压源的伏安特性曲线2.电流源电流源是指理想电流源，即内阻为无限大、输出恒定电流I S的电源。
如图2.19所示。
它的特点是电流的大小取决于电流源本身的特性，与电源的端电压无关。
端电压的大小与电流源外部电路有关，由外部负载电阻决定。
因此，也称之为独立电流源。
图2.19 电流源 图2.20 直流电流源的伏安特性曲线电流为I S 的直流电流源的伏安特性曲线，是一条垂直于横坐标的直线，如图2.20所示，特性方程I = I S （2-27）如果电流源短路，流过短路线路的电流就是I S ，而电流源的端电压为零。
2.5.2实际电源的模型1. 实际电压源实际电压源可以用一个理想电压源Us 与一个理想电阻r 串联组合成一个电路来表示，如图2.21(a)所示。
特征方程 U = U S –Ir （2-28）实际电压源的伏安特性曲线如图2.21(b)所示,可见电源输出的电压随负载电流的增加而下降。
电压源电流源的课件
电压源与电流源电压源和电流源课件一、电压源和电流源的定义电压源是一种电源设备，其输出电压在一定范围内保持恒定，而输出电流则会根据负载的变化而变化。
电流源则是一种电源设备，其输出电流在一定范围内保持恒定，而输出电压则会根据负载的变化而变化。
二、电压源和电流源的表示方法电压源可以用一个标有电压值的符号表示，符号的箭头指向表示电压的正方向。
电流源可以用一个标有电流值的符号表示，符号的箭头指向表示电流的正方向。
三、电压源和电流源的性质和特点电压源的主要性质是其输出电压保持恒定，而输出电流则会根据负载的变化而变化。
电压源具有较大的输出阻抗，使得负载的变化对其输出电压的影响较小。
因此，电压源在供电系统中可以作为一个恒定的电压参考点。
电流源的主要性质是其输出电流保持恒定，而输出电压则会根据负载的变化而变化。
电流源具有较小的输出阻抗，使得负载的变化对其输出电流的影响较小。
因此，电流源在供电系统中可以作为一个恒定的电流参考点。
四、电压源和电流源的应用实例电压源在电路中的应用主要是提供稳定的电压参考，如电池、稳压电源等。
电流源在电路中的应用主要是提供稳定的电流参考，如音频放大器、LED驱动器等。
五、电压源和电流源之间的转换关系对于一个给定的电源设备，如果知道其输出电压和输出电流的值，可以通过计算得出其内阻的值。
如果将这个电源设备的内阻视为无穷大，就可以将其视为一个理想的电压源或电流源。
在实际情况中，由于电源设备的内阻不可能为无穷大，因此其输出电压和输出电流会受到负载的影响。
如果将一个理想的电压源与一个理想的电流源进行串联或并联，可以得到另一个新的电源设备。
通过这种方式，可以根据需要将电压源和电流源进行相互转换。
六、电压源和电流源在电路中的作用电压源在电路中的作用主要是提供一个稳定的电压参考点，使得电路中的其他元件可以以此为基准进行工作。
同时，电压源也可以为电路中的元件提供所需的电能。
电流源在电路中的作用主要是提供一个稳定的电流参考点，使得电路中的其他元件可以以此为基准进行工作。
电路基础1-6电压源与电流源
RS
2）外特性(VAR) uS u
u = us – iRS
输出电流 i 一定时，RS 越 RSi 大，输出电压 u 越小。 RS一定时，输出电流 i 越 大， 输出电压 u 越小。
o
i
RS : 电源内阻,一般很小。
2.理想电流源
定义
电路符号
其输出电流总能保持定值或一定的 时间函数，其值与它的两端电压u 无关的元件叫理想电流源。 直流电流源的 iS 伏安关系 _ + u
§ 1-6 电压源和电流源
一、理想电压源 (Voltage Source)
定义
是一个有源二端元件，其端电压在任意瞬时与其端 电流无关：或者恒定不变（直流情况），或者按照某一 固有函数规律随时间而变化。 电路符号：
a
＋ uS US －
+ US –
b
+ – US 为恒定电压源或直流电压源
a
b
时，有时用此图形符号
发出功率，起电源作用
+
u
_
u
_
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例
解
计算图示电路各元件的功率
i iS 2A
+
5V u
u 5V
P2 A iS u 2 5 10 W
发出
P5V uS i 5 (2) 10 W 吸收
满足：P（发）＝P（吸）
返 回
+
_
i
2A
上 页
下 页
实际电源
氢氧燃料电池示意图
返 回 上 页 下 页
3. 太阳能电池（光能电源）
一块太阳能电池电动势0.6V。太阳光照射到P-N结上， 形成一个从N区流向P区的电流。约 11%的光能转变为电 能，故常用太阳能电池板。 一个50cm2太阳能电池的电动势0.6V,电流0.1A
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第 1 页 唐山工业职业技术学院 第六节 电压源与电流源
组织教学
复习旧课内容：
1、功率的计算
2、欧姆定律的应用
新授：
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。
一、电压源
1．理想电压源（恒压源）
（1）符号：
（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U S 或u s (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 。
例:上图所示:U S =10V
解：上图电压源U S =10V
则当 R 1 接入时 ： I=5A
当 R 1 、R 2 同时接入时： I=10A
（3）伏安特性曲线。