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 -
b 精选ppt
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。
电流源和电压源
电流源和电压源在电路中，电流源（Current Source）和电压源（Voltage Source）是两种非常常见的电子元件。
它们分别被用来提供稳定的电流和电压，以供电路中其他元件使用。
本文将介绍电流源和电压源的基本原理、类型以及在电路设计中的应用。
一、电流源（Current Source）1. 基本原理电流源是能够提供恒定电流的电子元件。
它的基本原理是通过封装在电路中的一系列元件来稳定电流大小，使其在电路中的不同条件下保持恒定。
2. 类型常见的电流源有两种类型，分别为固定电流源和可变电流源。
•固定电流源：固定电流源能够在特定条件下提供确定的电流输出，无论负载的变化如何，它的输出电流保持不变。
在设计电路中，固定电流源常用于提供给特定元件、电路模块或者传感器等所需的固定电流。
•可变电流源：可变电流源则可以根据需要调节输出电流。
通过控制电路中的电压、电阻或电流传感器等元件，可以实现可变电流源的设计。
3. 应用电流源在电路设计中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：•模拟电路：在模拟电路中，电流源可以被用于稳定传感器和放大器的工作。
例如，在温度传感器电路中，电流源可以提供一个稳定的电流，以便产生一个与温度成正比的电压。
•LED驱动：LED（Light-Emitting Diode）驱动电路中常常需要提供一个稳定的电流源，以确保LED的亮度和寿命。
电流源可以通过与LED串联的电阻来实现，从而控制LED的工作电流。
•运算放大器（Operational Amplifier）：运算放大器电路中，电流源可以用于稳定运算放大器的偏置电流。
这对于增强放大器的性能和稳定性非常重要。
二、电压源（Voltage Source）1. 基本原理电压源是能够提供恒定电压的电子元件。
它的基本原理是通过封装在电路中的一系列元件来稳定电压大小，使其在电路中的不同条件下保持不变。
2. 类型常见的电压源有两种类型，分别为固定电压源和可变电压源。
电路中的电流源和电压源
电路中的电流源和电压源电路中的电流源和电压源是电子学中常见的两种基本电源元件。
它们在各个电子设备中起着重要的作用，为电路提供稳定的电流或电压。
本文将介绍电流源和电压源的定义、特点以及在电路中的应用。
一、电流源的定义与特点电流源是一种能够在电路中提供稳定电流的元件。
它可以被看作是一个恒定电流输出的装置，不受外部负载的影响，始终保持输出电流不变。
电流源的主要特点如下：1. 恒定输出电流：电流源能够提供稳定的输出电流，无论外部负载是多大还是多小，输出电流都保持不变。
2. 内部电阻无穷大：电流源内部电阻被认为是无穷大，因此可以看作是电流不受外部负载影响。
3. 串联连接方式：电流源一般与电路中的负载串联连接，以保证输出电流的恒定。
二、电压源的定义与特点电压源是一种能够在电路中提供稳定电压的元件。
它可以被看作是一个恒定电压输出的装置，不受外部负载的影响，始终保持输出电压不变。
电压源的主要特点如下：1. 恒定输出电压：电压源能够提供稳定的输出电压，无论外部负载是多大还是多小，输出电压都保持不变。
2. 内部电阻为零：电压源的内部电阻被认为是零，因此可以看作是电压不受外部负载影响。
3. 并联连接方式：电压源一般与电路中的负载并联连接，以保证输出电压的恒定。
三、电流源和电压源在电路中的应用1. 电流源的应用：电流源常用于需要恒定电流的电路中，例如电流驱动器、传感器电路等。
由于电流源能够提供稳定的输出电流，可以使电路中其他元件正常工作，保证电路的稳定性。
2. 电压源的应用：电压源常用于需要恒定电压的电路中，例如放大器、滤波器等。
由于电压源能够提供稳定的输出电压，可以满足电路中其他元件对电压的需求，保证电路的正常运行。
总结：电路中的电流源和电压源是两种基本的电源元件，它们在电子学中扮演着重要的角色。
电流源提供稳定的输出电流，而电压源提供稳定的输出电压。
它们在各个电子设备中得到广泛应用，保证电路的正常工作。
在设计和搭建电子电路时，我们应根据实际需求选择合适的电流源和电压源，以提高电路的稳定性和可靠性。
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
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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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或者是_______ 的变化。 方向
二、电流源
1.理想电流源 （恒流源)
RO= 时的电流源
I Is
a
Uab I
IS
Uab
b
伏 安 特 性
特点：
（1）输出电流恒定 （2）理想电流源内阻为无穷大（ RO= ） （3）输出电压由外电路决定 （4）理想电流源不能开路，不能串联使用
I RO + E
a
Uab IS RO'
I'
a
-
b
对内不等效
b
（RO‘消耗能量）
（RO不消耗能量）
(2)恒压源和恒流源不能等效互换。
I + E
a
Uab IS
I'
a
-
b
b
(3)电源等效互换时，恒压源 E 与电源内阻 R0的串 联，恒流源 IS 与电源内阻 R0 的并联，且转换前 后 E 与 Is 的方向保持不变。
U ab I s R
理想恒流源两端 可否被短路？
Is 恒流源特性中不变的是：_____________ Uab 恒流源特性中变化的是：_____________ 外电路的改变 _________________ 会引起 Uab 的变化。
大小 的变化， Uab的变化可能是 _______ 方向 的变化。 或者是 _______
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 -
例4
将图（a）中的电流源转化为等效电压源，并画出其等效电路。
解：
VS I S RS 10ｍ A1.0＝ 10V
内阻相等。 所以等效电路如图（b）
例5 用电源等效变换的方法求图（a）电路中的电流I1和I2。 解：将原电路变换为图（c）电路，由此可得：
I2
2A
5Ω + 10Ω 5V － (a)
I1
I2
2A 10Ω
1A 5Ω 3A
I2
10Ω 5Ω
(b)
(c)
5 I2 3 1A 10 5
I1 I 2 2 1 2 1A
四、受控源
受控源：电压或电流受电路中其他部分的电压或电流控制。
ic ib B C E
三极管
ib
rbe
ic= ib
独立源和非独立源的异同
I
RO +
a
Uab
I'
a
E
-
IS
RO'
b
b
(4)只要一个电动势为E的理想电压源和某个电阻R串 联的电路，都可以化为一个电流为IS 的理想电流 中的电压源转化为等效电流源，并画出等效电路。
解:
IS
VS 100 V 2.13A RS 47
内阻相等。 所以图9所示即为等效电路。
2. 实际电流源 电 流 源 模 型 IS I a Uab
RO
外 特 性 Is
RO
Uab
b
I
I IS
U ab
Ro
RO越大
特性越陡
恒流源两端电压由外电路决定
I Is
例2 设:
U
R
IS=1 A
则: R=1
时 ， U =1 V
R=10 时， U =10 V
a
I
恒流源特性小结
R
Is
b
Uab
恒压源与恒流源特性比较
恒压源 恒流源
I
不 变 量
a Uab b
I Uab = E
（常数）
a Uab b
+ _E
Is
I = Is
（常数）
Uab的大小、方向均为恒定， I 的大小、方向均为恒定， 外电路负载对 Uab 无影响。 外电路负载对 I 无影响。
变 化 量 输出电流 I 可变 ----端电压Uab 可变 -----
I 的大小、方向均
由外电路决定
Uab 的大小、方向
均由外电路决定
三、电压源与电流源的等效变换
I Ro + Us － + U － Is Ro I + U －
电压源与电流源对外电路等效的条件为：
U s I s Ro
或
Us Is Ro
且两种电源模型的内阻相等。
等效变换的注意事项：
(1) “等效”是指“对外”等效（等效互换前后对外伏 --安特性一致），对内不等效。
流控电流源
I1 I2
E U1
I 2 g U1
E r I1
I 2 I1
+ -
E U1
VCVS
I 2 g U1
VCCS
+ -
E r I1
CCVS
I 2 I1
CCCS
计算、分析受控源电路的一般原则： 电路的基本定理和各种分析计算方
法仍可使用，只是在列方程时必须增加
电压源与电流源及其等效变换:
电路元件主要分为两类：
a) 无源元件—电阻、电容、电感。 b) 有源元件—独立源、受控源 。 • 独立电源是指不受外电路的控制而独立存在的电源; • 受控电源是指它们的电压或电流受电路中其他部分 的电压或电流控制的电源。
任何一个实际电源（不论是独立电源还是受控源）在进行
电路分析时，都可以用一个电压源或与之等效的电流源来 表示。
一个受控源关系式。
例6 电路参数如图所示
ED= 0.4 UAB 求：I1、 I2
解：根据节点电位法
2 A 2 R2 R1 Es + R3 1 20V Is 2A I1
I2 + _ ED
B
ES ED R IS R 1 2
设 VB = 0，即选择节点电压方向从A到B
则：
1 1 VA R R 2 1 E D 0.4V A
一、电压源
1.理想电压源 （恒压源）
RO= 0 时的电压源
I
+
a Uab b
Uab E
伏安特性
E _
I
特点：
（1）理想电压源的端电压恒定。 （2）电源内阻为 “RO= 0”。
（3）电源中的电流由外电路决定。
（4）理想电压源不能短路，不能并联使用。
2. 实际电压源 电压源模型
I RO
+ -
伏安特性
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。