简述电压源与电流源的等效变换方法
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一、实验目的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、原理说明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。
其外特性曲线，即其伏安特性曲线U ＝f(I)是一条平行于I 轴的直线。
一个恒流源在实用中，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两端的电压（亦即负载的电阻值）而变。
2. 一个实际的电压源（或电流源）， 其端电压（或输出电流）不可能不随负载而变，因它具有一定的内阻值。
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）来摸拟一个实际的电压源（或电流源）。
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Us 与一个电阻Ro 相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源Is 与一电导g o 相并联的给合来表示。
如果有两个电源，他们能向同样大小的电阻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的条件为： 电压源变换为电流源：I s ＝U s ／R o ，g o ＝1/R o 电流源变换为电压源：U s ＝I s R o ，R o ＝ 1/ g o 如图1-1所示。
图 1-1LIs=U s /R 0g 0=1/R 0g 0=1/R 0Is U s R 0.=L1. 测定直流稳压电源（理想电压源）与实际电压源的外特性(1) 利用HE-11上的元件和屏上的电流插座，按图1-2接线。
Us 为＋12V 直流稳压电源。
调节R 2，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数。
图 1-2 图 1-3 (2) 按图1-3接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源。
调节R 2，令其2. 测定电流源的外特性按图1-4接线，Is 为直流恒流源，调节其输出为10mA ，令R o 分别为1K Ω和∞（即接入和断开），调节电位器R L （从0至1K Ω），测出这两种情况下的电压表和电流表的读数。
电压源与电流源及其等效转换
Rd R1 // R2 // R3
U 4 I S R4
Ud U4 I 0.2 A Rd R 5 R 4
24
解：计算恒流源 IS 功率
+ U1 + U3 -
I + UIs IS=3A –
R1
R2
R3
R5 R4 I4
R4=4 I= – 0.2A
Is
I4 =IS+I=3 +(-0.2)=2.8A UR4 = I4 R4 =2.8×4=11.2V
12
注意
• 1、只有电压相等的电压源才可以允许并联，只有 电流相等的电流源才允许串联。 • 2、一个电压源与若干电路元件并联，对外仍等效 为一个电压源，即与电压源并联的元件在等效过 程中视为开路。 • 3、一个电流源与若干电路元件串联，对外仍等效 为一个电流源，即与电流源串联的元件在等效过 程中视为短路。
电流源 理 想 电 流 源
I IS R0 U R0 U － + RL
电流源模型 由上图电路可得: I
O
IS
电流源的伏安特性
U I IS R0 若 R0 = 理想电流源 : I IS
7
若 R0 >>RL ，I IS ，可近似认为是理想电流源。
理想电流源（恒流源) I IS
+ U _ RL
可以变换
注意事项：
① 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言， 对电源内部则是不等效的。
例：当RL= 时，电压源的内阻 R0 中不损耗功率， 而电流源的内阻 R0 中则损耗功率。
② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。
I – US + R0
I
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。
实际电流源和实际电压源的等效变换条件
实际电流源和实际电压源的等效变换条件一、引言在电路中，实际电流源和实际电压源是两个常见的电源类型，它们在电路设计和分析中起着重要的作用。
实际电流源是指能够输出稳定电流的电源，而实际电压源则是能够输出稳定电压的电源。
在一些情况下，我们需要将一个实际电流源转化为一个等效的电压源，或者将一个实际电压源转化为一个等效的电流源。
本文将探讨实际电流源和实际电压源之间的等效变换条件。
二、实际电流源和实际电压源的定义2.1 实际电流源实际电流源是一种能够提供稳定电流的电源，它的输出电流不受外部负载的影响。
实际电流源的符号为I，单位为安培（A）。
实际电流源可以被表示为一个理想电流源和一个内部电阻的串联组合。
2.2 实际电压源实际电压源是一种能够提供稳定电压的电源，它的输出电压不受外部负载的影响。
实际电压源的符号为V，单位为伏特（V）。
实际电压源可以被表示为一个理想电压源和一个内部电阻的并联组合。
三、实际电流源和实际电压源的等效变换3.1 将实际电流源转化为实际电压源的条件将一个实际电流源转化为一个等效的电压源需要满足以下条件：1.内部电阻为零：需要假设实际电流源的内部电阻为零，这样才能保证等效电压源的输出电压与实际电流源的输出电压一致。
2.稳定电流输出：需要保证等效电压源的输出电流稳定，不受外部负载的影响。
3.输出电压与负载之间的关系：需要建立实际电流源输出电流和等效电压源输出电压之间的关系，一般通过Ohm’s Law来描述。
3.2 将实际电压源转化为实际电流源的条件将一个实际电压源转化为一个等效的电流源需要满足以下条件：1.内部电阻趋于无穷大：需要假设实际电压源的内部电阻趋于无穷大，这样才能保证等效电流源的输出电流与实际电压源的输出电流一致。
2.稳定电压输出：需要保证等效电流源的输出电压稳定，不受外部负载的影响。
3.输出电流与负载之间的关系：需要建立实际电压源输出电压和等效电流源输出电流之间的关系，一般通过Ohm’s Law来描述。
电路分析基础：电压源和电流源的等效变换
任意 元件
uR _
I
+
+
uS_
u
_
对外等效！
2. 理想电流源的串联、并联 注意参考方向
并联
is is1 is2 isn isk
iS1 iS2
ºiS iSn
等效电路
º
iS
串联
iS1
i
º
º
iS2
is is1 is2
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
项目二 简易万用表的制作
任务
1. 基尔霍夫定律 2. 电阻的串联、并联与混联 3. 电压源和电流源的等效变换 4. 支路电流法 5. 叠加定理 6. 戴维南定理 7. 最大功率传输定理
2.3 电压源、电流源的等效变换
1. 理想电压源的串联和并联
注意参考方向
串联 + uS1_ + uS2_
并联
+
uS1_
+ º us us1 us2 usk
uS
_
等效电路
º
I
º
+
uS2_
us us1 us2
+ +º uS
_ _ º
相同的电压 源才能并联, 电源中的电 流不确定。
º
电压源与支路的串、并联等效
+ uS1 _ +uS2 _
+ uS _ R
i
R1
+
u
R2_
i +u
_
u us1 R1i us2 R2i (uS1 uS 2 ) ( R1 R2 )i uS R i
电流源与支路的串、并联等效
电工技术及应用1.2 电压源、电流源及等效变换
等效变换 电压源 电流源 电压源与电流源的等效变换
一、电压源
1. 理想电压源 电源的输出电压与外界电路无关，即电压源输出电压 的大小和方向与流经它的电流无关，也就是说无论接什么 样的外电路，输出电压总保持为某一给定值或某一给定的 时间常数。 （1）电压源符号 uS + US + 或 US + -
+
u -
IS
+
R0 U
实际电流源(直流)
理想电流源(交流)
（2）伏安特性 I + IS I0 U R R0
特点：输出电流随外电路变化。
三、实际电源两种模型的等效变换
1. 电压源与电流源的等效变换 I + Us Is I 0 R - U R0 R0
U U S IR0 U US I R0 R0 U U I S R0 R0
实际工程中，当负载 电阻远远大于电源内 阻时，实际电源可用 理想电压源表示。
I
I
US R0
+ U
R R0
R
近似
US
+ -
U
R
二、电流源
1. 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) 电流源符号
I + U -
I IS I 0 IS
U R0
US IS R0
对外电路而 言，如果将同 R 一负载R分别 接在两个电源 上，R上得到 相同的电流、 电压，则两个 电源对R而言 是等效的。
U S I S R0
电压源与电流源等效转换
电压源与电流源等效变换
一、实验目的
1、学习测定电流源伏安特性的方法
2、验证电流源与电压源互相转换的条件
二、实验步骤
1、测试理想电流源的伏安特性
按图1接好电路，其等效电路如图2所示。
调节R e电位器，使电流I S=10mA。
再按照表1中数据依次改变R L，记录电流表中相对应的读数，记入表1。
2、实际电流源的伏安特性
实验电路如图3所示，图4为其等效电路。
接通R L前，调节R e使I S=10mA，接通R L，使其分别为表2中所示阻值，依次记录对应的I L值填入表2。
3、电源等效变换
根据电源等效变换规则，图3电路可以变换成为一个电压源，其参数U S=I S×R S=3V，如图5所示。
调节R L分别为表3所示阻值时，依次记录对应的I L值，填入表3。
比较表2和表3可以看出二者对外电路R L是等效的。
表1。
§1-6电压源与电流源的等效转换
§1-6电压源与电流源的等效转换在§1-2节中，根据实际电压源与实际电流源的外部特性，建立了实际电压源与实际电流源的电路模型，分别如图1-6-1()()a b 所示，其中()a 为一个理想电压源与一个电阻串联而成，是实际电压源模型；()b 为一个理想电流源与一个电阻并联而成，是实际电流源模型。
当一个实际电源的内阻很小时，可近似为一个理想电压源；当一个实际电源的内阻很大时，可近似为一个理想电流源。
上述实际电源的两种电路模型可以相互等效转换。
当图1-6-1()a 端口特性e e U I -、图1-6-1()b 端口特性i i U I -相同时，则说明对外界电路而言，它们是相互等效的。
下面推求它们彼此等效的条件。
从图1-6-1()a 可知：e S e e U U R I =- （式1-6-1）从图1-6-1()b 可知：()i S i i i S i i U I I R R I R I =-=- （式1-6-2）比较（式1-6-1）（式1-6-2）得到：/e i i e S i S S S iR R R R U R I I U R ==⎧⎧⎨⎨==⎩⎩ （式1-6-3） 当e R i R =，S i S U R I =时，上述两式表达的伏安特性相同，它表明将一个实际电流源的电路模型转换为一个实际电压源的电路模型时，与理想电压源串接的电阻e R 就等于与理想电流源并接的电阻i R ，理想电压源的开路电压就等于理想电流源的电流S I 与其并联电阻i R 的乘积，也即是实际电流源的开路电压；同理，将一个实际电压源的电路模型转换为一图1-6-1个实际电流源的电路模型时，与理想电流源并接的电阻i R 就等于与理想电压源串接的电阻e R ，理想电流源的电流就等于理想电压源的电压S U 除以其串联电阻e R ，也即是实际电压源的短路电流。
值得指出的是：理想电压源e (R 0)=与理想电流源()i R =∞不能相互转换。
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电压源与电流源是电路中常见的两种基本元件，它们分别以恒定的电压和恒定的电流来驱动电路。
在电路分析和设计中，经常需要将电压源转换为等效的电流源，或将电流源转换为等效的电压源，以便更方便地进行电路分析和计算。
下面将分别介绍电压源与电流源的等效变换方法。
一、将电压源转换为等效的电流源
1. 理论基础
电压源的等效电流源转换是基于欧姆定律进行的。
根据欧姆定律，电流等于电压除以电阻，即I=V/R。
我们可以将电压源转换为等效的电流源，通过在电压源的正负端并联一个等效电阻，使得该电阻上的电流等于电压源的电压除以电阻值。
2. 转换公式
电压源转换为等效电流源的公式为：I=V/R，其中I为等效电流源的输出电流，V为电压源的电压，R为等效电流源的电阻。
3. 举例说明
假设有一个5V的电压源，需要将其转换为等效的电流源。
如果我们希望等效电流源的输出电流为1A，那么根据公式I=V/R，可得等效电阻R=V/I=5Ω。
我们可以在电压源的正负端并联一个5Ω的电阻，即可将电压源转换为等效的电流源。
二、将电流源转换为等效的电压源
1. 理论基础
电流源的等效电压源转换同样是基于欧姆定律进行的。
根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻，即V=IR。
我们可以将电流源转换为等效的电压源，通过在电流源的两端串联一个等效电压源，使得该电压等
于电流源的电流乘以电阻值。
2. 转换公式
电流源转换为等效电压源的公式为：V=IR，其中V为等效电压源的输出电压，I为电流源的电流，R为等效电压源的电阻。
3. 举例说明
假设有一个2A的电流源，需要将其转换为等效的电压源。
如果我们希望等效电压源的输出电压为10V，那么根据公式V=IR，可得等效电阻R=V/I=5Ω。
我们可以在电流源的两端串联一个10V的电压源，并在其正负端串联一个5Ω的电阻，即可将电流源转换为等效的电压源。
电压源与电流源的等效变换方法可以在电路分析和设计中起到重要的
作用。
通过合理应用这些方法，可以使得电路分析更加简便和直观，
为电路设计提供重要的参考依据。
希望本文介绍的内容对读者有所帮助，谢谢！电压源与电流源的等效变换方法在实际电路设计和分析中
起着重要作用。
在一些复杂的电路中，需要将电压源与电流源相互转换，以便更好地理解和分析电路的特性。
以下继续讨论电压源与电流
源的等效变换方法的更多细节及其在电路设计中的应用。
一、电压源转换为等效的电流源
1. 等效电流源的理解
电流源是一个电路元件，它提供恒定的电流输出，不受外部电路的
电压变化的影响。
等效电流源就是一个电流源，它能够提供与原始电
压源等效的电路特性和行为。
在将电压源转换为等效电流源的过程中，需要保证等效电流源的输出电流等于原始电压源的电压除以等效电阻。
2. 等效电流源的应用
在一些电路分析和设计中，尤其是在对直流电源、放大电路和传感
器电路等进行建模和仿真时，往往需要将电压源转换为等效的电流源。
通过等效电流源的方法，可以简化电路分析和计算过程，提高设计效率，并降低误差。
3. 等效电流源的阻抗匹配
当电压源转换为等效电流源后，要注意等效电流源的输出电流和原
始电压源的输出特性需匹配外部电路的输入阻抗。
通过合适设计等效
电阻，以确保等效电流源的输出电流与外部电路的输入阻抗匹配，可
以确保原始电压源和等效电流源在外部电路中有相似的作用。
二、电流源转换为等效的电压源
1. 等效电压源的理解
电压源是一个电路元件，它提供恒定的电压输出，不受外部电路的
电流变化的影响。
等效电压源就是一个电压源，它能够提供与原始电
流源等效的电路特性和行为。
在将电流源转换为等效电压源的过程中，需要保证等效电压源的输出电压等于原始电流源的电流乘以等效电阻值。
2. 等效电压源的应用
在一些电路分析和设计中，尤其是在对传感器电路、恒流源电路和
集成电路等进行建模和仿真时，往往需要将电流源转换为等效的电压源。
通过等效电压源的方法，可以简化电路分析和计算过程，提高设
计效率，并降低误差。
3. 等效电压源的阻抗匹配
当电流源转换为等效电压源后，同样需要保证等效电压源的输出电
压和外部电路的输出阻抗匹配，以确保原始电流源和等效电压源在外
部电路中能够有相似的作用。
通过合适设计等效电压源的输出阻抗，
可以确保输出与外部电路的阻抗匹配，从而提高整个电路系统的效率
和稳定性。
电压源与电流源的等效变换方法在电路设计和分析中具有重要的实际意义。
通过合理应用这些方法，可以简化电路分析和推导过程，提高电路设计的效率和准确性。
在实际工程中，电路工程师需要根据实际需求经常进行电压源与电流源的相互转换，以满足不同的设计和分析要求。
深入理解电压源与电流源的等效变换方法对于电路工程师来说是非常重要的。
感谢您阅读本文，希望对您有所帮助。