电压源育电流源的等效变换
§3-2 电压源和电流源的等效变换
电气自动化教研室
刘志辉
主要内容
项目一 电压源和电流源的等效变换
电压源 电流源 电压源和电流源的等效变换
1.理想电压源
根据全电路欧姆定律U=E-Ir，电源内阻r越小，输出电压U越 大。
当r=0时，U=E，输出电压U与电流无关。 把内阻r=0的电源称为理想电压源，又称恒压源；
+
E
E
-
理想电压源的表示方法
IS
r
5.电压源和电流源的等效变换
+ E
r1
IS
r2
一个实际电源可以用电压供电，也可以用电流供电，为了 分析电路方便，电压源和电流源之间可以进行等效变换。
I E r1 R
I
Is
r2
r2
R
r1=r2 且 E=Isr
想想、练练
什么是电压源？
什么是电流源？
R（0~50Ω）
计算输出电流，看你能得到什么启示？ 低电阻的负载在一定范围内变化，具有高内阻的电源输
出的电流变化范围很小。电源内阻越趋近于∞，电流越趋近 于恒定。
3.理想电流源
把内阻无穷大的电源称为理想电流源，又称恒流源。
IS
理想电流源表示方法
4.实际电流源
理想电流源并不存在，可以把一个实际电源看做 用理想电流源和内阻并联。称为电流源模型，简称电 流源。
1.理想电压源
理想电压源的特点 a.输出电压由电源本身决定，与外电路无关； b.电路电流为任意值，有电源和外电路共同决定。
2.实际电压源
理想电压源实际并不存在，可以把一个实际电源用理想电压源 和内阻串联表示，称为电压源模型，简称电压源。
+
E
E
-
电压源与电流源的等效变换原则汇总
– 电流源 0
E IS Ro I
E IS Ro I
对外电路来说, 电压源和电流源可以互相等效
I + E R0 电压源 由图a： U = E－ IR0 E = ISR0 等效变换条件:
I RL IS R0 U R0
–
+ U –
+
U – RL
电流源
由图b： U = ISR0 – IR0
E IS R0
电路基础
电压源与电流源的等效变换原则
电压源 I
+ E _ + U _
无内阻的电压源即是理想电压源 RL
输出电压恒定, 即U≡E 输出电流由外电路RL 而定
有内阻的电压源即是实际电压源 RL
u
UL
i
伏安特性
I + E + U
输出电压
U = E – I Ro
UL
u
R0
–
பைடு நூலகம்
不再恒定！ 伏安特性 若 R0<< RL ，U E ，可近似认为是理想电压源。
i
电流源
无内阻的电流源即理想电流源 输出电流恒定
输出电压由外电路RL决定
u
U L I s RL
UL
Is 伏安特性
UL
i
u
i
有内阻的电流源即实际电流源 输出电压和电流均 随RL而定
伏安特性
电压源与电流源的等效变换
实际电压源与实际电流源的端口处具有相同的伏安特性: I U + + Uo=E E RL U R0 – 0 电压源 I U Uo=E U + R0 U IS R0 RL
电压源与电流源的等效变换实验报告
电压源与电流源的等效变换实验报告示例文章篇一：《电压源与电流源的等效变换实验报告》嘿！同学们，今天我要跟你们讲讲我做的那个超级有趣又有点难搞的电压源与电流源的等效变换实验！实验开始前，老师把我们分成了小组，我和我的好朋友小明、小红一组。
我们一到实验室，就看到桌子上摆满了各种各样的仪器，有电源、电阻、电流表、电压表，就像一个神秘的宝库等着我们去探索。
我们先按照老师的指导连接电路。
这可不像搭积木那么简单！我们小心翼翼地摆弄着电线，生怕接错了。
我一边弄一边嘟囔：“这电线怎么这么不听话，老跟我作对！”小明在旁边笑着说：“别着急，咱们慢慢来，肯定能成功！”好不容易把电路接好了，接下来就是测量数据啦。
当我打开电源开关的那一刻，心里紧张得要命，就像揣了一只小兔子，砰砰直跳。
我眼睛紧紧盯着电流表和电压表，生怕错过了任何一个数字。
可是，第一次测量的数据好像不太对劲。
“哎呀，这是怎么回事？”我忍不住叫了起来。
小红安慰我说：“别慌，咱们再检查检查电路是不是哪里出问题了。
”于是，我们又仔仔细细地检查了一遍电路，发现原来是有一个电阻接错了位置。
重新调整好之后，再次测量，这次的数据终于正常啦！我们高兴得差点跳起来。
在实验过程中，我们发现电压源和电流源就像两个性格不同的小伙伴。
电压源就像一个大力士，总是能提供稳定的力量（电压）；而电流源呢，则像一个短跑健将，能迅速地输出强大的电流。
我们不断地改变电阻的大小，观察着电流和电压的变化，就好像在指挥一场精彩的表演。
有时候电流会突然增大，就像火箭一样飙升；有时候电压又会突然下降，就像泄了气的皮球。
这感觉太神奇啦！经过多次测量和计算，我们终于得出了结论：在一定条件下，电压源和电流源是可以等效变换的。
这就好比一个人可以换不同的衣服，但本质还是那个人。
这次实验让我深刻地理解了电压源和电流源的概念，也让我明白了做实验要有耐心，要细心，更要有团队合作精神。
不然，一个人可搞不定这么复杂的实验！同学们，你们说，科学实验是不是特别有趣，特别能让人长知识？我觉得呀，只要我们勇于探索，就能在科学的海洋里发现更多的宝藏！示例文章篇二：哎呀呀！今天我要跟你们讲讲我们做的那个超级有趣的电压源与电流源的等效变换实验！一进实验室，我就看到桌子上摆满了各种各样的仪器，我的心都激动得怦怦直跳啦！老师在前面给我们讲解实验步骤的时候，我眼睛都不敢眨一下，生怕错过了什么重要的信息。
电压源与电流源的等效变换实验报告总结
电压源与电流源的等效变换实验报告总结电压源与电流源的等效变换实验报告总结电压源与电流源的等效变换实验报告总结篇一:实验一电压源与电流源的等效变换实验一电压源与电流源的等效变换学号: 132021520 姓名:XXX 班级:13通信X班指导老师:X老师实验组号:5 实验地点:1实203 实验日期:201X年5月18日一、实验目的和要求:1(掌握电源外特性的测试方法;2(验证电压源与电流源等效变换的条件。
二、实验仪器:一、可调直流稳压电源 1台二、直流恒流源 1台三、直流数字电压表 1只四、直流数字毫安表 1只五、电阻器 1个三、实验原理:1、一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻，故在实用中，常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流而变，其外特性，即其伏安特性U=f(I)是一条平行于I轴的直线。
一个恒流源在使用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源，即其输出电流不随负载的改变而改变。
2(一个实际的电压源(或电流源)，其端电压(或输出电压)不可能不随负载而变，因它具有一定的内组值。
故在实验中，用一个小阻值的电阻(或大电阻)与稳压源(或恒流源)相串联(或并联)来模拟一个电压源(或电流源)的情况。
3(一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。
若视为电压源，则可用一个理想的电压源ES与一个电导g相并联的组合来表示，若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。
一个电压源与一个电流源等效变换条件为第 1 页共 4 页Is? 或 Es1 g= RR Es? 如下图6-1所示:Is1 R= g0g0四、实验内容:1(测定电压源的外特性(1)按图6-2(a)接线，ES为+6V直流稳压电源，调节R，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数图6-2(a) 图6-2(b)(2)按图6-2(b)接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节R阻值，记录两表读数。
电压源电流源等效变换的条件
电压源和电流源是电路中常见的两种信号源。
等效变换是指将一个电路中的电压源转换为等效的电流源，或将一个电路中的电流源转换为等效的电压源。
下面是电压源和电流源等效变换的条件：
电压源转换为电流源的条件：
在电压源的两个端口之间串联一个合适的电阻。
确保串联电阻的阻值足够大，使得在电压源的两个端口上产生的电压降可以忽略不计。
电压源的内部电阻（如果存在）应足够小，以确保大部分电压都能通过串联电阻传递给负载。
电流源转换为电压源的条件：
在电流源的两个端口之间并联一个合适的电阻。
确保并联电阻的阻值足够大，使得通过并联电阻的电流可以忽略不计。
电流源的内部电阻（如果存在）应足够大，以确保大部分电流都能通过并联电阻传递给负载。
需要注意的是，等效变换只在某些特定条件下成立，而在其他情况下可能不适用。
此外，等效变换只适用于线性电路，对于非线性电路不适用。
通过电压源和电流源的等效变换，可以更方便地分析和计算电路。
这种等效变换常用于电路分析和设计中，以便更好地理解电路行为和性能。
电压源电流源等效变换
电压源电流源等效变换一、引言电压源和电流源是电路中常见的两种基本元件，它们在电路分析和设计中起着重要的作用。
在电路分析中，有时需要将电压源转化为电流源，或者将电流源转化为电压源，以便于更好地理解和分析电路的特性。
这种转化称为电压源电流源等效变换。
二、电压源电流源的基本概念2.1 电压源电压源是一个能够提供稳定电压输出的元件，它的输出电压保持不变，不受电路负载的影响。
电压源的符号为一个短杠和一个长杠，表示正极和负极。
2.2 电流源电流源是一个能够提供稳定电流输出的元件，它的输出电流保持不变，不受电路负载的影响。
电流源的符号为一个圆圈和一个箭头，表示电流的流向。
三、电压源电流源的等效变换3.1 电压源到电流源的转换将电压源转换为电流源的方法是将一个电阻与电压源串联，使得电阻的电流与电压源的电压成正比。
这样，可以通过改变电阻的阻值来改变电流源的输出电流。
3.2 电流源到电压源的转换将电流源转换为电压源的方法是将一个电阻与电流源并联，使得电阻两端的电压与电流源的电流成正比。
这样，可以通过改变电阻的阻值来改变电压源的输出电压。
四、电压源电流源等效变换的应用4.1 电路分析在电路分析中，有时需要将复杂的电路转化为简化的等效电路，以便于更好地理解和分析电路的特性。
电压源电流源等效变换提供了一种将电路中的电压源和电流源进行转化的方法，能够简化电路分析的过程。
4.2 电路设计在电路设计中，有时需要根据特定的要求选择合适的电压源或电流源。
电压源电流源等效变换可以帮助设计师将电路中的电压源和电流源进行转化，从而满足设计要求。
五、总结电压源电流源等效变换是电路分析和设计中常用的方法之一，它可以将电路中的电压源和电流源进行转化，以便于更好地理解和分析电路的特性。
通过电压源电流源等效变换，可以简化电路分析的过程，满足电路设计的要求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的等效变换方法，并注意电路参数的变化。
电压源与电流源等效变换及最大功率传输原理
电压源与电流源等效变换及最大功率传输原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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电压源和电流源的等效变换
1．5电压源和电流源的等效变换实际使用的电源，按其外特性，可分为电压源和电流源。
当一个电压源和一个电流源能够为同一个负载提供相同的电压、电流和功率时，这两个电源对该负载来说是等效的，可以互相置换，这种置换称为等效变换。
下面来讨论电压源和电流源的等效变换。
1．5．1 电压源在电路分析课程中，将能够向外电路提供电压的器件称为电压源。
如，电池，发电机等均是电压源。
在物理学中，电池表示成电动势E和内阻R相串联的电路模型，电池是一个典型的电压源，所以，电压源也可表示成电动势和内阻相串联的电路模型。
为了利用KVL的方便，对电压源特性进行标定时，通常不使用电动势E，而改用电压源所能输出的恒压值US，如图1-30（a）所示虚线框内部的电路。
图中电压源旁的箭头为US的参考方向。
注意： US 和E是不同性质的两个物理量，US是描述电压源所能输出的恒值电压，该值的大小与E相等，设定的参考方向与E相反。
当电压源与负载电阻RL相连时，根据KVL可得描述电压源外特性的函数式。
描述理想化电压源外特性的函数式是（1-57）由式1-57可见，理想化电压源的外特性曲线是直线，如图1-30（b）所示，图1-30（b）又称为电压源伏（U）-安（A）特性曲线。
图1-30（b）纵轴上的点，为电压源输出电流等于0的情况，相当于电压源处在开路的状态下。
当电压源开路时，电压源的输出电压U就等于US ，所以，US的值等于电压源的开路电压。
图1=30（b）横轴上的点，为电压源输出电压等于0的情况，相当于电压源处在短路的状态下（实际上这是不允许的），电压源输出电流为IS ，所以，IS称为短路电流。
计算短路电流的表达式为（1-58）U=f（I）曲线的斜率为R0，R越小，斜率越小，直线越平坦。
当R=0时，电源外特性曲线是一条平行与I轴的直线。
具有这种外特性曲线的电压源输出电压保持恒定值US，这种电压源称为理想电压源，简称恒压源。
将图1-30（a）虚线框内部电路的电阻R去掉，剩下的电路就是恒压源电路的模型。
实验四电压源与电流源的等效变换
实验四电压源与电流源的等效变换一、实验目的1. 了解电路等效原理；2. 学会电路变换的方法；4. 探究电路等效变化对电路参数的影响。
二、实验原理电路等效原理是指在电路中，若有两个电路具有相同的端点电压和电流，则这两个电路等效。
电路等效原理使得电路分析的计算变得更加简洁、直观。
电路变换是指通过等效变换，将电路简化为更为简单的电路，从而使得电路分析更加简单和直观。
电路变换的方法主要有：（1）串、并联变换在串联电路中，把两个元件并联起来等效，即两个电阻并联后其电阻之和等于两者串联之和的倒数，即$${{1}\over{R_{eq}}}={{1}\over{R_1}}+{{1}\over{R_2}}$$$$R_{eq}=R_1+R_2$$（2）电压、电流源相互转换电压源可以理解为将电荷推动到某个位置的装置，而电流源可以理解为将电荷注入到电路中的装置。
因此，电压源和电流源可以通过等效变换来相互转换。
将电压源等效为电流源，其电流为$$I={{U}\over{R}}$$$$U=IR$$三、实验内容（1）将如图1所示的两个电阻串联，求其等效电阻。
（3）搭建如图3所示的串、并联电路，在不改变总电阻的条件下，将其等效为只含一个电阻的电路。
（2）将如图5所示的电流源等效为电压源。
四、实验器材数字万用表、电阻箱、实验台、导线等。
五、实验步骤（1）按照图1，搭建两个电阻串联的电路，分别测量两个电阻的值。
（2）通过串联电路等效公式计算出等效电阻。
（6）通过等效变换，将其等效为只含一个电阻的电路。
（5）按照图6，搭建电路，将其中的电压源等效为电流源，并测量电流的值。
六、实验数据处理（1）电路1中的电阻为10 Ω，电路2中的电阻为15 Ω，故两个电阻串联后的等效电阻为$$R=10+15=25 Ω$$化简得因此，将具有等效作用的两个电阻并联后，电路中的电阻为${{150}\over{7}} Ω$。
（1）电压源的电压为10 V，电阻R的值为10 Ω，故$$U=IR=1\times 15=15 V$$七、误差分析在实际测量时，由于电路和器材的一些不可避免的误差，实验结果可能与理论值存在一些差异。
电路分析-电压源和电流源等效变换
f
Rf
d Pf d Rf
0
时，Rf获最大功率
得 Rf = Ri
U2 Pmax 4Ri
直流电路最大功率传输定理
例2 直流电桥电路
R1
R2
I
R3
R4
US
当
R1 R3 R2 R4
即 R1R4=R2R3 时，I = 0 称R1R4=R2R3为电桥平衡条件。
利用上述关系式，可测量电阻。
二、理想电流源的串、并联 并联： 可等效成一个理想电流源 i S（ 注意参考方向）.
iS1
iSk …
iSn
iS
n
iS iSk
1
串联: 电流相同的理想电流源才能串联，并且每个电
流源的端电压不能确定。
例1
uS
iS
uS
例2
uS
iS
iS
电压源和电流源的等效变换
一、实际电压源 实际电压源，当它向外电路提供电流时，它的
i
+
uS _
+
u
iS
i +
Ri
_
Gi u _
u = uS – Ri i i = uS/Ri – u/Ri
i = iS – Gi u
等效的条件 iS= uS /Ri , Gi = 1/Ri
由电压源变换为电流源： i
Hale Waihona Puke +uS _
+ 转换
u
Ri
_
由电流源变换为电压源：
i
iS
+
转换
Gi u _
i
iS
+
Gi u _
端电压总是小于其电动势，电流越大端电压越小。