电源的等效变换求解过程和注意事项
第二章 电路分析方法之 电源等效变换法
Ri
1Ω
1Ω
2Ω
1Ω
1Ω
1Ω
电压源和电流源的串联和并联
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。
(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。
aI
I' a
RO
Is
+
Uab RL
-E b
RO'
Uab' b RL
例如: RL=∞ 时
对内不等效
对外等效
RO中不消耗能量 RO'中则消耗能量
ik
Gk Geq
i
对于两电阻并联，有：
i º
R1
i1 R2
i2
Req
1 R1 1 R2 1 R1 1 R2
R1 R2 R1 R2
i1
1
1 R1 R1 1
R2
i
R2i R1 R2
º
i2
1
1 R2 R1 1 R2
i
R1i R1 R2
(i
i1 )
三、 电阻的星形联接与三角形联接的 等效变换 (—Y 变换) c
电源等效变换
电源等效变换
电源等效变换（也称为“电源失配问题”）是指在电路分析中，将一个电路中的电源（比如电压源或电流源）用另一个等效的电源替代的一种技术。
这种技术通常用于简化电路分析或解决某些电路设计的问题。
例如，当需要将一个电压源变换为一个等效的电流源时，可以使用基尔霍夫定律和欧姆定律来计算电源的内阻，然后使用欧姆定律来计算等效电流源的大小。
同样地，当需要将一个电流源变换为一个等效的电压源时，可以使用欧姆定律和基尔霍夫定律来计算电源的内阻和等效电压源的大小。
需要注意的是，电源等效变换只适用于线性电路，而不能用于非线性电路。
此外，电源等效变换也可能会导致电路参数的变化，因此在使用时需要注意电路的稳定性和精度。
2-2电源的等效变换
第二章电阻电路的等效变换2讲授板书1、掌握电压源、电流源的串联和并联；2、掌握实际电源的两种模型及其等效变换；3、掌握输入电阻的概念及计算。
1、电压源、电流源的串联和并联2、输入电阻的概念及计算实际电源的两种模型及其等效变换1. 组织教学 5分钟3. 讲授新课70分钟1）电源的串并联20 2）实际电源的等效变换25 3）输入电阻的计算352. 复习旧课5分钟电阻的等效4.巩固新课5分钟5.布置作业5分钟一、学时：2二、班级：06电气工程（本）/06数控技术（本）三、教学内容：[讲授新课]：第二章电阻电路的等效变换（电压源、电流源等效变换）§2－5 电压源、电流源的串联和并联电压源、电流源的串联和并联问题的分析是以电压源和电流源的定义及外特性为基础，结合电路等效的概念进行的。
1. 理想电压源的串联和并联（1）串联图示为n个电压源的串联，根据KVL得总电压为：注意：式中u sk的参考方向与u s的参考方向一致时，u sk在式中取“＋”号，不一致时取“－”号。
根据电路等效的概念，可以用图（b）所示电压为Us的单个电压源等效替代图（a）中的n 个串联的电压源。
通过电压源的串联可以得到一个高的输出电压。
（2）并联（a）（b）图示为2个电压源的并联，根据KVL得：上式说明只有电压相等且极性一致的电压源才能并联, 此时并联电压源的对外特性与单个电压源一样，根据电路等效概念，可以用（b）图的单个电压源替代（a）图的电压源并联电路。
注意：（1）不同值或不同极性的电压源是不允许串联的，否则违反KVL。
（2）电压源并联时，每个电压源中的电流是不确定的。
2．电压源与支路的串、并联等效（1）串联图(a)为2个电压源和电阻支路的串联，根据KVL得端口电压、电流关系为：根据电路等效的概念，图(a)电路可以用图(b)所示电压为u s的单个电压源和电阻为R的单个电阻的串联组合等效替代图(a)，其中（2）并联图(a)为电压源和任意元件的并联，设外电路接电阻R，根据KVL和欧姆定律得端口电压、电流为：即：端口电压、电流只由电压源和外电路决定，与并联的元件无关，对外特性与图(b)所示电压为u s的单个电压源一样。
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。
两种电源模型的等效变换
本章小结
一、基夫尔霍定律 二、支路电流法 三、叠加定理 四、戴维宁定理 五、两种实际电源模型的等效变换
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一、基夫尔霍定律
1．电流定律
电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节 点中的电流之和，恒等于从该节点流出的电流之和，即
I流入= I流出 。
电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的 各支路电流代数和恒等于零，即
US1
US2
图 3-19 例题 3-7
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解: (1)先将两个电压源等效变换成两个电流源，如图 3-20 所示：两个电流源的电流分别为：IS1 US1 /R1 4 A， IS2 US1 /R2 1 A
图 3-20 例题 3 - 7 的两个电压源等效成两个电流源
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IS= IS1 + IS2
a
a
IS1
IS2
b
IS b
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3、两个电流源并联，可以用一个 等效的电流源替代，替代的条件是
IS= IS1 + IS2 RS= RS1 // RS2
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【例 1】如图 3-18 所示的电路，已知电源电动势US = 6 V， 内阻 R0 = 0.2 ，当接上 R = 5.8 负载时，分别用电压源模型和 电流源模型计算负载消耗的功率和内阻消耗的功率。
对于具有 b 条支路、n 个节点的电路，可列出 (n 1) 个独 立的电流方程和 b (n 1) 个独立的电压方程。
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三、叠加定理
当线性电路中有几个电源共同作用时，各支路的电流(或电 压)等于各个电源分别单独作用时在该支路产生的电流(或电压) 的代数和(叠加) 。
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。
2-3电源的等效变换
例2－8 求图2-14(a)电路中电流i 。
图2－14
解：可用电阻串并联公式化简电路。 具体计算步骤如下： 先求出3和1电阻串联再与4电阻并联的等效电阻Rbd
Rbd
4(3 1) 2 4 3 1
得到图(b)电路。再求出6和2电阻串联再与8并联 的等效电阻Rad
Rad
求单口网络的VCR方程,并画出单口的等效电路。
图2－8
解：在端口外加电流源i，写出端口电压的表达式
u u S R1 (iS i) R2 i ( R1 R2 )i u S R1iS
其中:
Ro i u oc
Ro R1 R 2 2 3 5 u oc u S R1i S 6V 2 2A 10V
图2－7
图2－7
解：为求电流i1和i3，可将三个并联的电流源等效为一个电 流源，其电流为
iS iS1 iS2 iS3 10A 5A 1A 6A
得到图(b)所示电路，用分流公式求得：
i1 G1 1 iS 6A 1A G1 G 2 G3 1 2 3
一、独立电源的串联和并联
根据独立电源的VCR方程和 KCL、KVL方程可得到以 下公式：
1．n个独立电压源的串联单口网络，如图2-4(a)所示，
就端口特性而言，等效于一个独立电压源，其电压等于各 电压源电压的代数和
uS uSk
k 1
n
(2 4)
图2－4
图2－4
uS uSk
k 1
例2－10 求图2-16(a)电路中电压u。
图2－16
解：(1)将1A电流源与5电阻的串联等效为1A电流源。20V 电压源与10电阻并联等效为20V电压源，得到图(b)电 路。
电源的等效变换实验报告
电源的等效变换实验报告电源的等效变换实验报告引言：电源是现代生活中不可或缺的一部分，它为各种电子设备提供所需的电能。
然而，不同设备对电源的要求各不相同，因此我们需要进行电源的等效变换来满足各种需求。
本实验旨在通过实际操作，探究电源的等效变换原理以及其在不同场景下的应用。
实验一：交流电源的变换在这个实验中，我们使用了一个交流电源，通过变压器将其转换为适合直流设备使用的直流电。
首先，我们将交流电源连接到变压器的输入端，然后通过调节变压器的输出端电压，将其转换为所需的直流电压。
通过测量输出电压和电流，我们可以计算出变压器的效率。
实验结果显示，变压器的效率随着输出电压的增加而降低。
这是因为在转换过程中会有一定的能量损耗，导致输出功率小于输入功率。
此外，我们还发现，当输出电压超过一定范围时，变压器会出现过载现象，导致效率进一步下降。
实验二：直流电源的变换在这个实验中，我们使用了一个直流电源，通过稳压器将其转换为适合交流设备使用的交流电。
稳压器的工作原理是通过调节电阻或晶体管的导通程度来维持输出电压的稳定。
我们通过改变输入电压和负载电流，观察稳压器的输出电压是否能够保持恒定。
实验结果显示，当输入电压发生变化时，稳压器能够自动调节输出电压，使其保持在设定的范围内。
然而，在负载电流发生变化时，稳压器的输出电压会有一定的波动。
这是因为稳压器在调节输出电压时需要消耗额外的能量，而负载电流的变化会影响到这种能量消耗。
实验三：直流到直流的变换在现实生活中，我们经常需要将一个直流电源转换为另一个直流电源，以满足不同设备的需求。
在这个实验中，我们使用了一个DC-DC变换器来实现这种转换。
通过调节变换器的输入和输出电压，我们可以探究其效率和稳定性。
实验结果显示，DC-DC变换器能够高效地将输入电压转换为输出电压，而且在负载电流变化时能够保持输出电压的稳定。
然而，我们也发现，当输入电压超过一定范围时，变换器会出现过载现象，导致效率下降。
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电源的等效变换求解过程和注意事项
在电路分析中，经常会遇到电源等效变换的问题。
电源等效变换是指将一个电源的电压或电流等效为另一个电源的电压或电流，以便于分析电路。
本文将介绍电源等效变换的求解过程和注意事项。
一、电源等效变换的概念
电源等效变换是指将一个电源的电压或电流等效为另一个电源的电压或电流。
它是电路分析中常用的一种方法，可以将电路简化为更容易分析的形式。
电源等效变换可以分为两种情况：
1. 电压源等效为电流源
当需要将一个电压源等效为电流源时，需要计算出电压源的内阻值。
内阻值是指电压源内部的电阻，它会影响电路中的电流流动。
内阻值可以通过测量电压源的开路电压和短路电流来计算。
2. 电流源等效为电压源
当需要将一个电流源等效为电压源时，需要计算出电流源的负载电阻值。
负载电阻值是电流源输出电流通过的电阻，它会影响电路中的电压。
二、电源等效变换的求解过程
1. 将电路图画出来
首先需要将电路图画出来，标明电源的电压或电流和电路中的电阻。
2. 判断需要变换的电源类型
根据需要分析的问题，判断需要将哪个电源进行等效变换。
如果需要将电压源等效为电流源，需要计算出电压源的内阻值；如果需要将电流源等效为电压源，需要计算出电流源的负载电阻值。
3. 计算内阻值或负载电阻值
根据电路图和需要变换的电源类型，计算出电源的内阻值或负载电阻值。
计算内阻值时，需要测量电压源的开路电压和短路电流；计算负载电阻值时，需要计算电流源输出电流通过的电阻。
4. 进行等效变换
根据计算出的内阻值或负载电阻值，进行电源等效变换。
将电压源等效为电流源时，需要将电压源替换为等效的电流源和内阻；将电流源等效为电压源时，需要将电流源替换为等效的电压源和负载电阻。
5. 分析电路
进行电源等效变换后，可以用更简单的电路分析方法来分析电路。
可以使用欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律等方法来计算电路中的电流和电压。
三、电源等效变换的注意事项
1. 确定需要变换的电源类型
在进行电源等效变换前，需要确定需要变换的电源类型。
如果选择错误，可能会导致计算结果错误。
2. 计算内阻值或负载电阻值时需要注意
计算内阻值或负载电阻值时，需要注意测量电压源的开路电压和短路电流的方法。
如果方法不正确，可能会导致计算结果错误。
3. 电路中的元件需要满足线性条件
在进行电路分析时，需要保证电路中的元件满足线性条件。
如果元件不满足线性条件，可能会导致计算结果错误。
4. 电路中的元件需要满足稳态条件
在进行电路分析时，需要保证电路处于稳态条件。
如果电路不处于稳态条件，可能会导致计算结果错误。
结论：
电源等效变换是电路分析中常用的一种方法。
电源等效变换可以将电路简化为更容易分析的形式，但需要注意计算内阻值或负载电阻值时的方法、电路中的元件是否满足线性条件和稳态条件等问题。