电压源和电流源教案2课件说课讲解
合集下载
电工电子电压源电流源及其等效变换PPT课件
UA UB UAB=0 UAB= UA UB
第20页/共24页
例1.6
R3
R4
+
Us3 -
+
①Us1 -
R1
I3
+
Us2 -
R2
I1
I2
IB IC IE
RC
UCE RE
+ – UCC
对回路①列方程
UCE ?
I3R3 US1 I1R1 US3 0 UCE UCC ICRC IERE
对回路列方程
1.7.2 电流源
一、 理想电流源
电源的输出电流与外界电路无关,即电源输出 电流的大小和方向与它两端的电压无关,也就是说 无论接什么样的外电路,输出电流总保持为某一给 定值或某一给定的时间常数。
1、电路符号
is
+
u
-
Is
+ U
-
理想电流源(交流)
理想电流源(直流)
第7页/共24页
2、伏安特性
I
Is
第17页/共24页
例1.5
R3
④
① R4 i4 ②
+
Us3 -
+
Us1 -
R1
i3
+
Us2 -
R2
i1
i2
is
③
对封闭面④列方程 i1 + i2 + i3+ is =0
对节点①列方程
i1 + i3 - i4 =0 对节点② 列方程
i2 +i4 + is =0 对节点③列方程
-i1 -i2 - i3- is =0
1.7 电压源、电流 源及其等效变换
第3讲电压源和电流源 19页PPT文档
第3讲 电压源和电流源
结束 作业（P38）：1-11、1-13
END
i1
i2
+ _u1
+
b i1
u2 _
{ u1=0 i2=b i1
CCCS
b ：电流放大倍数
(2) 电流控制的电压源 ( Current Controlled Voltage Source )
i1
i2
+
+
+
u_1
r _
i1
u_ 2
CCVS
{ u1=0 u2=r i1 r : 转移电阻
(3) 电压控制的电流源 ( Voltage Controlled Current Source )
第3讲 电压源和电流源
电源：有源电路元件，是各种能量产生器的理想化模型。电 源分为独立电源和非独立电源（受控源）两类，各自又有电压源 和电流源两种。
一、电压源（独立的理想化电压源的简称）：
1、元件特性：
电压源国标符号
+
_
US
us
(1) 电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；
直流：U = US
电池符号
2、 理想电压源的开路与短路：
I (1) 负载开路：R，i=0，u=us ；
5V
R (2) 负载短路：R=0，i ，此时理想
电源模型不存在。
理想电压源不允许负载短路。
3、实际电压源： I
r
US
实际电压源也不允许负载短路。 因其内阻r很小，若负载短路，电流 很大，可能烧毁电源。 分析电路时可以短路。
可由稳流电子设备产生，有些电子器件输出具备电流源特 性，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光 线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。
电工技术基础与技能ppt电压源电流源
电压源、电流源及其等效变换
思考
电源有哪些？
各有什么特点？ 可否互相变换？
电压源
电压源 用一个恒定的电动势(E)与内阻 串联表示的电源叫电压源，符号如下图 所示。
当电压源向负载输出电压时，电源的端电压 U总是小于它的恒定的电动势E。
电源的端电压U、电动势E和内阻之间有如下 关系：
U E Ir0
可见，电压源的供电特性是电源的端电压随 输出电流的增大而减小。电压源的内阻越小， 它对外供电就越稳定。故电压源的内阻越小 越好。
理想电压源 内阻=0的电压源称为理想电压源， 它对外供电电压稳定不变，对外供电电流的大 小取决于负载电阻的大小。 理想电压源不允许短路，否则电压源的 输出电流为无穷大。
理想电流源 内阻的电流源称为理想电流 源，如图所示。它对外供电电流稳定不 变，对外供电电流的大小取决于负载电 阻的大小。
等效变换
电压源和电流源等效变换的含义： 一电压源与一电流源互相变换后对同一 负载供电性能不变称为这两个电压源和 电流源的等效变换。 电压源和电流源等效变换的条件： 电压源与一电流源要能相互等效，则首 先必须是它们提供给负载的电压一样、 内阻相等、电流相等
理想电压源实际上并不存在。当电压源内阻小 到可以忽略不计时，即可视为理想电压源。
电流源
电流源 它用一个恒定电流与内阻并联表 示的电源叫电源。如下图所示。
电流源向负载R输出电流时，它输出的电 流I与电流源的恒定电流、输出电压U、 输出之间的关系是： I I U
S
rs
可见，电流源的供电特性是输出电流随 内阻的增大而减小。故电流源的内阻越 大越好。
思考
电源有哪些？
各有什么特点？ 可否互相变换？
电压源
电压源 用一个恒定的电动势(E)与内阻 串联表示的电源叫电压源，符号如下图 所示。
当电压源向负载输出电压时，电源的端电压 U总是小于它的恒定的电动势E。
电源的端电压U、电动势E和内阻之间有如下 关系：
U E Ir0
可见，电压源的供电特性是电源的端电压随 输出电流的增大而减小。电压源的内阻越小， 它对外供电就越稳定。故电压源的内阻越小 越好。
理想电压源 内阻=0的电压源称为理想电压源， 它对外供电电压稳定不变，对外供电电流的大 小取决于负载电阻的大小。 理想电压源不允许短路，否则电压源的 输出电流为无穷大。
理想电流源 内阻的电流源称为理想电流 源，如图所示。它对外供电电流稳定不 变，对外供电电流的大小取决于负载电 阻的大小。
等效变换
电压源和电流源等效变换的含义： 一电压源与一电流源互相变换后对同一 负载供电性能不变称为这两个电压源和 电流源的等效变换。 电压源和电流源等效变换的条件： 电压源与一电流源要能相互等效，则首 先必须是它们提供给负载的电压一样、 内阻相等、电流相等
理想电压源实际上并不存在。当电压源内阻小 到可以忽略不计时，即可视为理想电压源。
电流源
电流源 它用一个恒定电流与内阻并联表 示的电源叫电源。如下图所示。
电流源向负载R输出电流时，它输出的电 流I与电流源的恒定电流、输出电压U、 输出之间的关系是： I I U
S
rs
可见，电流源的供电特性是输出电流随 内阻的增大而减小。故电流源的内阻越 大越好。
电压源与电流源及其等效变换PPT课件
A.I=0.8A，R=2.5Ω
B.I=0.8A，R=4Ω
C.I=3.25A，R=2.5Ω
D.I=3.25A，R=4Ω
【解析】电路如图2-8-7（a）（b）（c）所示。
知识点精讲
将图2-8-8（a）所示电路进行电压源与电流源的等效变换，则等效变换后开路电压 0 和内阻0 分别为 （ D ）A. 4.8V; 1.2Ω
2-8-4所示。实际直流电流源输出电流为
= −
i
电压源与电流源的等效变换
将电压源等效变换成电流源，内阻0 阻值不变，要注意将其改为并联；将电流源等
效变换成电压源，内阻0 阻值不变，要注意将其改为串联，如图2-8-5所示。
两种电源等效变换关系由下式决定：
=
0
= 0
③端电压的输出电流和输出功率取决于外电路。
④端电压不相等的理想电压源并联或端电压不为零的理想电压源短路，都是没有意义的。
知识清单
（4）实际电压源
可以用一个理想电压源和一个电阻串联来模拟，此模型称为实际电压源模型。如图
2-8-2所示。
实际直流电压源端电压为
= −
2.电流源
（1）理想电流源：输出电流不受外电路影响，只依照自己固有的规律随时间变化
知识清单
注意：
等效变换是对外电路而言的，即把它们与相同的负载联接，负载两端的电压、负载
中的电流、负载消耗的功率都相同。
电压源与电流源的等效变换指的是实际电压源与实际电流源之间的等效变换。理想
电压源与理想电流源之间是不等进行等效变换的。
等效变换时， 与s 的方向是一致的，即电压源的正极与电流源输出电流的一端相
（2）理想电压源的符号：
电流源和电压源电路讲课文档
VCC IR
iC1
T1
iC2= IO T2
IRiC 1iB 1iB2
若T1 与 T2 的参数完全匹配 当 SE2 SE1、12 时
，
iB1
iB2
iC1
iC2
：
已知 IOiC1iC2
所以 IR IO 2 iB 1 IO 2 iB 2
第9页，共150页。
IR IO 2 iB 1 IO 2 iB 2
iC1R1
VT
lniC1 IO
或
IRR1
VT
lnIR IO
的条件。
对 T2 管来说，接入R2 后，还可以增大输出的交流电 阻RO ，可以改进恒流特性。
第22页，共150页。
4、微电流源电路
微电流源电路：能够提供微安量级电流的电流源电路。
在前面所介绍的三种电流源电路，很难满足输出微安
量级的电流，即使能够满足，则需要R 或 R2 的电阻值很大
第27页，共150页。
由于所有各管的基极电流均由基准电流IR提供,因此输出 电流Io与基准电流IR的偏差为（n+1）IB, n值越大，偏差越大。 为了使Io与IR尽量接近相等，可采用图3—39（b）所示电路。 电路中，采用了晶体管To作为缓冲级，此时基准电流IR与各级 输出电流的关系为
可见，输出电流Io与基准电流IR的偏差值比图3—39（a）电路
T2
匹配，并且工作在饱和区。
根据电路可知：
VS
VGS1 VGS2
Sห้องสมุดไป่ตู้
第29页，共150页。
因为 iD1 nC 2lo 1W 1(VG1SVG(S th))2
iD2 nC 2lo 2W 2(VG2SVG(S th ))2
电压源与电流源及其等效变换课件
4A
6A
6 10A
b
+140V
E2 90V
5 d
+90V 6
电压源与电流源及其等效变换课件
例1: 图示电路，计算开关S 断开和闭合时A点
的电位VA
+6V
解: (1)当开关S断开时
I1 2k
电流 I1 = I2 = 0，
2k
电位 VA = 6V 。
S
I2 A
(2) 当开关闭合时,电路
(a)
如图（b）
I1
R1 IS
R
(2)由图(a)可得：
(b) b
I R 1 I S － I 2 A － 4 A － 4 A
IR3U R31
10A2A 5
理想电压源中的电流
I U I 1 R － I 3 R 1 2 A － ( － 4 ) A 6 A
理想电流源两端的电压
(c) b
U I S U R 2 I S R R 2 I I S 1 6 V 2 2 V 1 V 0
电流 I2 = 0， 电位 VA = 0V 。
2K
+ I1
6V –
2k
I2 A
电流在闭合
(b)
电路压源径与电中流流源及通其等效变换课件
例2：电路如下图所示，(1) 零电位参考点在哪里？ 画电路图表示出来。(2) 当电位器RP的滑动触点向 下滑动时，A、B两点的电位增高了还是降低了？
+12V
12V–
Udb = E2 = 90 V
电压源与电流源及其等效变换课件
结论：
(1)电位值是相对的，参考点选取的不同，电路中 各点的电位也将随之改变；
(2) 电路中两点间的电压值是固定的，不会因参考 点的不同而变， 即与零电位参考点的选取无关。
电压源电流源的串联和并联ppt课件
小结：对外电路而言，与电压源并联的元件为虚元件，应断开。 与电流源串联的元件为虚元件，应短路。
课件部分内容来源于网络，如对 内容有异议或侵权的请及时联系 删除！ 此课件可编辑版，请放心使用！
i
i
+
+
uS _
任意 元件
uR _
+
+
uS
uR
_
_
对外电路而言，与电压源并联的元件为虚元件，应断开。 3 返回 上页 下页
电压源的并联（续）
电压源与 电阻并联
a ＋
uS
R
－ b
电压源与 电阻及电 流源并联
a ＋ uS
b－
iS R
a
＋ uS
－ b
2. 理想电流源的串联并联
注意参考方向
①并联
iS1
iS2
i
is1
i
is 2Biblioteka isniskiSn
等效电路
i
②串联
iS1
iS2
i is1 is2
i
注意相同的理想电流源才能串联, 每个电流源的端
电压不能确定。
5
返回 上页 下页
3. 电流源与支路的串、并联等效
i
iS1 R1
iS2
+
R2
u _
等效电路
i +
iS R u _
i is1 u R1 is2 u R2 is1 is2 (1 R1 1 R2 )u is u R
2.5 电压源、电流源的串联和并联
1.理想电压源的串联和并联
①串联
注意参考方向
u us1 us2 usn usk
+ uS1 + _ uS2 _
独立电压源和独立电流源ppt课件
解： uS1 R1i uS2 R2i R3i uS3 0
i uS1 uS2 uS3 (24 4 6)V 2A R1 R2 R3 (1 2 4)
沿右边路径求电压uab得到
uab uS2 R2i R3i 4V 2 2V 4 2V 16V
也可由左边路径求电压uab得到
常用的干电池和可充电电池
实验室使用的直流稳压电源
示波器
稳压电源 用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。
一、独立电压源
如果一个二端元件的电流无论为何值，其电压保持常 量US或按给定的时间函数uS(t)变化，则此二端元件称为独 立电压源，简称为电压源。电压源的符号如图(a)所示，图 中“ + ” ， “ - ”号表示电压源电压的参考极性。
电流源的符号如图 (a)所示，图中箭头表示电流源电流 的参考方向。
电流保持常量的电流源，称为恒定电流源或直流电流 源。
电流随时间变化的电流源，称为时变电流源。
电流随时间周期变化且平均值为零的时变电流源，称 为交流电流源。
电流源的电压与电流采用关联参考方向时，其吸收功 率为
p=ui
当p>0，即电流源工作在u-i平面的一、三象限时，电 流源实际吸收功率；
面的二、四象限时，电压源实际
P<0
发出功率。
例 l-3 电路如图所示。已知uab=6V, uS1(t)=4V, uS2(t)=10V, R1=2和R2=8。 求电流i和各电压源发出的功率。
解：
uab uS1 u1 uS2 u2 uS1 R1i uS2 R2i
i uab uS1 uS2 (6 4 10)V 1.2A
uab R1i uS1 uS3 1 2V 24V 6V 16V
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电路和电路元件
2、电动势的方向： 电动势的方向规定为由负极指向正极的方向，也即 由低电位端指向高电位端（或电位升高的方向）。在直流 电路中，电源的正、负极是已知的，所以电动势的方向不 必假设。但在交流电路中，电源电动势的实际方向是随时 间作周期性变化，所以电源上所标电动势的方向也是参考 方向。在图中可用箭头表示，也可用“+”和“-”表示。 因为正电荷在电源内部被电源力从负极搬到正极而 获得了电位能，可以对外做功，所以电源供给电能（输出 功率）时，真实电流方向是从电源正极流出，负极流入， 即在电源内部电流真实方向与电动势方向一致。
W=Uit 单位为焦（J），也常用“千瓦.时”（KW.h，即 “度”）。 2、电功率： P=W/t=UI 单位为瓦（W）。
§1-4、电压源和电流源 一、理想电压源和理想电流源：
电路和电路元件
1、理想电压源： 理想电压源也称为恒压源，它的电路符号如图所示。
理想电压源有如下特点： （1）、电源的端电压恒定，流过它的电流大小是由 电压源本身及与它相连的外电路共同决定的。
举例：上例中，不论所选的参考点是A还是B点， UAB=UA-UB=6V
电路和电路元件
2、电压的方向： 电压的方向规定为由高电位端指向低电位端，即电
位降低的方向。和电流一样，在实际分析计算电路时因不 能事先判断某两电位的高低，所以电压也应假定一个方向 作为它的参考方向，常用下列三种方法之一表示：
（1）、用“+”、“-”符号表示所假定的高电位端和 低电位端；
（4）、理想电流源可以短路，此时U=0，即空载， 但不允许开路，因为开路时R→∞，电源端电压U→∞。不 过切不可因此就把实际常用的电源短路。
二、电压源和电流源： 1、电压源：
电路和电路元件
用一个恒电动势为E的理想电压源和一个内电阻R串 联来表示的电源称为电压源。
电压源的伏安特性如图所示。
2、电流源： 用一个恒定电流为I（电激流）的理想电流源和一 个内电阻R并联的电路来表示的电源称为电流源。
电路和电路元件
（2）、对外电路来说，与理想电流源串联的元件 （电阻或电压源），并不影响理想电流源对外电路的作用， 它们对外电路的作用只等效为这理想电流源本身的作用， 所以这些串联元件可以除去。但是，就理想电流源本身的 端电压和所发出的功率前后是不同的。
（3）、当电路中有多个理想电流源并联共同作用时， 可以把它们合并为一个理想电流源，其电激流等于各理想 电流源电激流的在电源内部的真实方向与电动势方向相反， 电流从电源的正极流入，负极流出，此时的电源是吸取电 能（输入功率），处于负载状态。如蓄电池充电时就属于 这种情况。
举例：
如图所示电路，其中E1是电源而R和E2同属于负载。 电动势的单位是伏特（V）。
电路和电路元件
电路和电路元件
举例：如图a)、b)所示的电路中，E=6V。
电流源的伏安特性如图所示。
电路和电路元件
三、电压源与电流源的等效变换： 1、一个电路的电源可以用电压源的形式表示，也 可以用电流源的形式表示。若电压源与电流源互为等效， 则它们必须是对该电路所起的作用完全相同（指电压、电 流的大小和方向、功率的大小完全相同）。
电路和电路元件
2、理想电压源与理想电流源之间不能等效变换。 3、电压源与电流源的等效变换实际上是用来分析 计算电路的一种方法，因此可以把理想电压源E与一个电 阻R相串联的电路（此电阻R实际上并不是电源的内阻）， 变换为一个由电激流大小为IS=E/R的理想电流源与一个电 阻R相并联的电路。 4、电压源与电流源的等效变换只是对外部电路等 效，对电源内部并不等效。 举例：在图a中，五个元件分别代表电源或负载， 电流和电压的参考方向如图所示，现测得I1=20A，I3=10A， I5=-10A，U1=120V，U2=-70V，U3=50V，U4=30V，U5=80V。
（4）、理想电压源不允许短路，因为短路时RL→0， 而使I→∞。
电路和电路元件
2、理想电流源： 理想电流源也称为恒流源，它的电路符号如图所示。
理想电流源有如下特点： （1）、电流源输出的电流恒定，而电源的端电压大 小是由电流源本身及与它相连的外电路共同决定的，因此 不能错误地认为理想电流源的端电压为零。
电路和电路元件
（2）、对外电路来说，与理想电压源并联的元件 （电阻或电流源），并不影响理想电压源对外电路的作用 （指外电路提供的端电压、电流及功率），它们对外电路 的作用只等效为这理想电压源本身的作用，所以这些并联 元件可以除去。但是，就理想电压源本身流过的电流，所 发出的功率前后是不同的。
（3）、当电路中有多个理想电压源串联共同作用时， 可以把它们合并为一个理想电压源，其电动势等于各个理 想电压源电动势的代数和（要注意各电动势的正负极性）。
a)电路中以A点为参考点有： A点电位VA=0 B点电位VB=-6V。
电路和电路元件
b)电路中以B点为参考点有： B点电位VB=0 A点电位VA=6V。 3、电位的单位：是伏特（V）。 三、电压（电位差）： 1、概念： 电路中某两点之间电压的数值等于这两点之间的电 位之差。 电路中两点间的电压数值与参考点的选择无关，也 与电路路径的选择无关。
（2）、用箭头指向表示电位下降的方向； （3）、用双下标字母表示。例如Uab表示a点为假定 的高电位点，b点为假定的低电位点。
3、电压与电动势的区别： 它们的不同之处是做功的力不同，电压是电场力做 功，电动势是电源力做功。
电路和电路元件
相同点是它们的单位都是伏特，都表示移动单位正电 荷所做的功。
四、电能和电功率： 1、电能： 电荷在流动过程中所放出的电能，是以电压和电 荷的乘积表示：
电路和电路元件
第1章 电路和电路元件
• 1.3 电动势、电位、电压、电功率 • 1.4 电压源和电流源
电路和电路元件
§1-3、电动势、电位、电压、电功率 一、电动势：
1、概念： 在电源内部，电源力F0把单位正电荷从电源负极b 沿某一路径l推移到正极a所做的功，称为电动势。即：
a
Eba
W q
b F0dl q