电压源与电流源
理想电压源与理想电流源
理想电压源与理想电流源1. 抱负电压源1）定义：其两端电压总能保持定值或肯定的时间函数，且电压值与流过它的电流i 无关的元件叫抱负电压源。
2）电路符号3）抱负电压源的电压、电流关系(1)电源两端电压由电源本身打算，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。
(2)通过电压源的电流由电源及外电路共同打算。
伏安关系曲线如右图示：实际电流源可由稳流电子设备产生，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在肯定光线照耀下光电池被激发产生肯定值的电流等。
4）电压源的功率（1）电压、电流的参考方向非关联；物理意义：电流（正电荷）由低电位向高电位移动，外力克服电场力作功电源发出功率。
（2）电压、电流的参考方向关联物理意义：电流（正电荷）由高电位向低电位移动，电场力作功，电源汲取功率，充当负载。
5）实际电压源（1）实际电压源模型考虑实际电压源有损耗，其电路模型用抱负电压源和电阻的串联组合表示，这个电阻称为电压源的内阻。
（2）实际电压源的电压、电流关系实际电压源的端电压在肯定范围内随着输出电流的增大而渐渐下降。
因此,一个好的电压源的内阻注：实际电压源也不允许短路。
因其内阻小，若短路，电流很大，可能烧毁电源。
2. 抱负电流源1）定义不管外部电路如何，其输出电流总能保持定值或肯定的时间函数，其值与它的两端电压u 无关的元件定义为抱负电流源。
2）电路符号3）抱负电流源的电压、电流关系（1）电流源的输出电流由电源本身打算，与外电路无关；与它两端电压方向、大小无关（2）电流源两端的电压由其本身输出电流及外部电路共同打算。
伏安关系曲线如右图示实际电流源可由稳流电子设备产生，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在肯定光线照耀下光电池被激发产生肯定值的电流等。
（用图片展现）4）电流源的功率物理意义：(1)电压、电流的参考方向非关联；表示电流（正电荷）由低电位向高电位移动，外力克服电场力作功，电源发出功率，起电源作用。
(2)电压、电流的参考方向关联；表示电流（正电荷）由高电位向低电位移动，电场力作功，电源汲取功率，充当负载。
电压源和电流源
_
i
uS
u
_
_
i , us非关联
p发= uS i
p吸= - uSi
物理意义： 外力克服电场力做功 ， 发出功率。
i , uS 关联 p吸=uSi p发= –uSi
物理意义：电场力做功 ， 吸收功率。
惯例：非关联，P>0，发出功率。
实际电压源
I
u
R
US
US
0
i
世上没有理想电压源。
其实，理想电阻也不存在。
二、电流源（独立理想化）：
电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压 u 无关。
iS
iS
电路符号
1. 特点： (a) 电流源电流由电流源本身决定，与外电路无关；
直流：iS为常数
交流： iS是确定的时间函数，如 iS=Imsint
(b) 电流源两端电压是由外电路决定。
I 1A
UR
R 1 , I 1A , U 1V R 10 , I 1A , U 10V
i
(1) 负载短路：R=0， i= iS ，u=0 ，电
+
流源被短路。
iS
u
R (2) 负载开路：R，i= iS ，u 。若
_
强迫断开电流源回路，电路模型为病
态，理想电流源不允许负载开路。
4. 实际电流源的产生：
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。
i1
i2
+
+
+
_u1
_u1
u2 _
VCVS
{ i1=0 u2= u1 :电压放大倍数
电压源和电流源汇总
1.3.1 电压源
不论外部电路如何变化,其两端电压总能 保持定值或一定的时间函数的电源定义 为理想电压源,简称电压源。
它有两个基本性质:
1、其端电压是定值或是一 定的时间函数，与流过的电 流无关。
2、电压源的电压是由它本 身决定的，流过它的电流则
是任意的。电压源的伏安特 性曲线是平行于 i 轴其值为 uS(t) 的直线。如图1-6所示.
图 1-7 电流源伏安特性曲线
图 1– 6 电压源伏安特性曲线
1.3.2 电 流 源
不论外部电路如何,其输出电流总能 保持定值或一定的时间函数的电源， 定义为理想电流源，简称电流源。
它有两个基本性质:
1、它输出的电流是定值或一 定的时间函数，与其两端的 电压无关。
2、其电流是由它本身确定 的，它两端的电压则是任意
的。电流源的伏安特性曲线 是平行于u 轴其值为 i S(t)的 直线，如图1-7所示。
如何使用电路中的电流源和电压源
如何使用电路中的电流源和电压源电流源和电压源是电路中常见的两种电源元件，它们在电路设计和实际应用中发挥着重要作用。
本文将介绍如何正确使用电流源和电压源来满足不同的电路需求。
一、电流源电流源是一个可以提供稳定电流输出的电子元件，常用的电流源有恒流二极管和电流放大器等。
在电路中，电流源的作用是保持电路中的电流不随电阻的变化而改变，以确保电路的稳定工作。
1. 电流源的符号及特性在电路图中，电流源通常以一个短线与一个箭头表示。
箭头指向电流流向的方向，表示电流源输出的方向。
电流源的特性可以由其直流稳态特性和交流特性两个方面来描述。
直流稳态特性指的是电流源输出的直流电流不随电路中的负载变化而变化。
交流特性指的是电流源输出的电流在交流信号下保持稳定。
2. 使用电流源的注意事项（1）选择适合的电流源类型：根据电路的要求，选择合适类型的电流源。
例如，恒流二极管适合用于低功率、低电流的电路，而电流放大器适用于高功率的电路。
（2）确定电流源的工作范围：电流源有一定的工作范围，需要根据具体情况配置合适的电流源。
过小的电流源可能无法满足电路要求，过大的电流源可能会损坏电路元件。
（3）连接电流源：将电流源正确连接到电路中。
根据电流源的输入和输出端口连接到电路的相应位置，确保电流源与其他元件连接可靠。
二、电压源电压源是一个可以提供稳定电压输出的电子元件，常用的电压源有电池和稳压电路等。
在电路中，电压源的作用是提供稳定的电势差，驱动电流在电路中流动。
1. 电压源的符号及特性电压源通常以一个长线与一个箭头表示，箭头表示电压源的正极。
在电路图中，电压源可以是直流电源或交流电源，根据不同的需求来选择。
电压源的特性主要包括其电压稳定性、电流输出能力和输出波动等。
电压稳定性是指电压源输出的电压在不同负载条件下能够保持稳定。
电流输出能力是指电压源可以提供的最大电流。
输出波动是指电压源输出的电压在时间上的波动。
2. 使用电压源的注意事项（1）选择合适电压源类型：根据电路要求选择合适类型的电压源。
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
电压源和电流源转化计算
电压源和电流源转化计算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。
电压源是一个能够提供稳定电压输出的元件，而电流源则是一个能够提供稳定电流输出的元件。
在实际的电路设计中，有时候需要将电压源转化为等效的电流源，或者将电流源转化为等效的电压源，以便进行更加方便和简便的电路分析和计算。
我们来看一下如何将电压源转化为等效的电流源。
假设我们有一个电压源，它的电压为V，内阻为R。
我们需要将它转化为等效的电流源，即一个能够提供稳定电流输出的元件。
根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻，我们可以得到电流源的输出电流为V/R。
因此，我们可以将电压源转化为一个电流为V/R的等效电流源，其内阻与原电压源的内阻相同。
接下来，我们来看一下如何将电流源转化为等效的电压源。
假设我们有一个电流源，它的电流为I，内阻为R。
我们需要将它转化为等效的电压源，即一个能够提供稳定电压输出的元件。
根据欧姆定律，电压等于电流乘以电阻，我们可以得到电压源的输出电压为I*R。
因此，我们可以将电流源转化为一个电压为I*R的等效电压源，其内阻与原电流源的内阻相同。
在实际的电路分析和计算中，将电压源转化为等效的电流源或将电流源转化为等效的电压源，可以简化电路分析的过程。
例如，在求解电路中的电压和电流时，如果有一个电压源，我们可以将其转化为等效的电流源，这样在计算电路中的电流时，可以直接使用欧姆定律，而不需要考虑电压源的影响。
同样地，在计算电路中的电压时，如果有一个电流源，我们可以将其转化为等效的电压源，这样在计算电路中的电压时，可以直接使用欧姆定律，而不需要考虑电流源的影响。
总结起来，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。
在实际的电路设计中，有时候需要将电压源转化为等效的电流源，或者将电流源转化为等效的电压源，以便进行更加方便和简便的电路分析和计算。
通过将电压源转化为等效的电流源或将电流源转化为等效的电压源，可以简化电路分析的过程，使计算更加方便和准确。
电压源、电流源和受控源
受控源的实际应用
受控源在电子设备和系统中用 于实现特定的信号处理或控制
功能。
在放大器和振荡器中，受控源 用于改变电路的增益或频率响
应。
在模拟电路中，受控源用于实 现加法、减法、乘法或除法等 运算。
在传感器和测量系统中，受控 源用于产生激励信号或参考电 压，以便测量其他电路参数。
04
电压源、电流源和受控 源的比较
特性比较
01
02
03
电压源
电压源能够提供恒定的输 出电压，不受负载变化的 影响。
电流源
电流源能够提供恒定的输 出电流，不受负载变化的 影响。
受控源
受控源的输出电压或电流 受外部控制信号的影响， 可以模拟各种电路元件的 特性。
应用比较
电压源
电压源主要用于提供稳定的电压 参考，如模拟电路中的偏置电压。
受控源的输出阻抗与独立电源的输出阻抗不同， 其值可能受到控制量的影响。
受控源的应用
在模拟电路中，受控源可以作为放大器、混频器、乘法器等电子器件使用，实现信 号的放大、频率变换、信号处理等功能。
在数字电路中，受控源可以作为比较器、触发器等电子器件使用，实现信号的比较、 逻辑运算等功能。
在电力电子系统中，受控源可以作为逆变器、斩波器等使用，实现直流电的逆变、 交流电的整流等功能。
05
电压源、电流源和受控 源的实际应用
电压源的实际应用
01
电压源在电子设备和系统中扮演着提供稳定电压的角色，确保设备正 常运行。
02
在电池供电的系统中，电压源负责将电池的化学能转换为电能，为负 载提供稳定的电压。
03
电压源与电流源(理想电流源与理想电压源)的串
四、 电压源与电流源（理想电流源与理想电压源）的串、并、和混联1. 电压源的串联，如图2-1-7所示：计算公式为：u s ＝u s1＋u s2+u s32. 电压源的并联，如图2-1-8所示：只有电压源的电压相等时才成立。
12==s s s u u u3. 电流源的串联，如图2-1-9所示： 只有电流源的电流相等时才成立。
12s s s i i i ==4. 电流源的并联，如图2-1-10所示：公式为：12s s s I I I =+5. 电流源和电压源的串联，如图2-1-11所示：u s1u s2us3u sI图2-1-7 电压源串联图2-1-8 电压源并联uII图2-1-10 电流源并联图2-1-9 电流源串联6. 电流源和电压源的并联，如图2-1-12所示：五、实际电源模型及相互转换我们曾经讨论过的电压源、电流源是理想的、实际上是不存在的。
那实际电源是什么样的呢？下面我门作具体讨论。
1. 实际电压源模型实际电压源与理想电压源的区别在于有无内阻R s 。
我们可以用一个理想电压源串一个内阻Rs 的形式来表示实际电压源模型。
如图2-1-13所示uu I s3Is3II图2-1-11 电流源和电压源串联uIII 图2-1-12 电流源和电压源的并联a bR s U U SabIU（ａ）实际电源 （ｂ）实际电压源模型图2-1-13 实际电压源模型依照图中U 和I 的参考方向 得S S U U R I =- （2-1-5）由式（2-1-5）得到图2-1-13（c ）实际电压源模型的伏安关系。
该模型用U S 和R s 两个参数来表征。
其中U S 为电源的开路U oc 。
从式（2-1-5）可知，电源的内阻R s 越小，实际电压源就越接近理想电压源，即U 越接近U S 。
2. 实际电流源模型实际电流源与理想电流源的差别也在于有无内阻R s ，我们也可以用一个理想电流源并一个内阻R s 的形式来表示实际的电流源，即实际电流源模型。
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电压源与电流源有什么区别和联系？
两者都是理想电源
其中电压源的电压恒定
电流源的电流恒定
恒定是指不随负载的变化而变化。
实际电源的输出电压与电流都会随着负载的变化而变化的，
电压源电压恒定电阻无穷大，电流源电流恒定电阻为零。
电压源电流源名字上仅差一个字…HE HE.有一些朋友对此不太明白.所以特此
说明下…并以
软件仿真…详细介绍工作原理…以及注意事项….
下面就是电压源和电流的符号…左边是电流源,右边是电压源.
电压源…
电压源其实就是我们普通经常用的一种电源.比如说电池呀电瓶或自己做的稳压
电路.一般属
于电压源… 电压源的特性是: 输出端,可以开路,但不能短路…总而言之电压源
的输出电压
是恒定的…比如5V 电压源输出的电压就是5V.随不同的负载会改变电流…
比如在5V 的电压源上加一个1 欧的负载… 流过的电流就是5/1=5A 电流…
如果接的电阻
为2 欧.流过电流就等于5/2=2.5A….这个简单的计算相信谁都会…
电流源
电流源和电压源区别比较大…电流源输出端不能开路,但可以短路…为什么不能
开路
呢…HE HE…是因为开路了…电流源输出的电压就为无限高了…(实际上电压也
是有一定值
的)总而言之电流源的输出电流是恒定的.不管你负载的大小…就是你短路了.他
的电流还是
保持不变.改变的是电压…比如一个1A的恒流源…你接上一个1欧的负载…他输
出的电压是.
1x1=1V 电压…当你接上一个10 欧电阻的时候…他就是1x10=10V电压输出…
理想的电压源，输出电压不变化。不管你接什么负载（负载电阻大于0），输出
电压都是不变的。
理想的电流源，输出电流不变化。不管你接什么负载（负载不能开路），输出电
流都是不变的。理想的电压