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1、第02讲电源等效变换第1页，共29页，编辑于2022年，星期日 1.3.11.3.1 电压源和电流源电压源和电流源电压源和电流源电压源和电流源 1.1.1.1.电压源电压源电压源电压源外特性：输出电压与输出电流的关系。外特性：输出电压与输出电流的关系。U 第1章上页下页 1.1.端电压始终恒定，等于直流电压端电压始终恒定，等于直流电压 。2.2.输出电流是任意的，即随负载输出电流是任意的，即随负载(外电路）外电路）的改变而改变。的改变而改变。US返回特特点点：_ _U+IUS+_RLIO第2页，共29页，编辑于2022年，星期日_ _U+IUS1+_US2+_US=US1+US2+_IUS1+
2、_I1US2+_I2理想电压源的理想电压源的串联串联思考：思考：1.电压源方向相反电压源方向相反怎么办怎么办2.不同数值的电不同数值的电压源可否并联压源可否并联第3页，共29页，编辑于2022年，星期日 1.1.输出电流恒定不变输出电流恒定不变 2.2.端电压是任意的端电压是任意的,即随负载不同而不同即随负载不同而不同 2.2.2.2.电流源电流源电流源电流源U=IS.RLI=IS外特性方程外特性方程下页上页第1章返回IUISRL特特点点IUISO第4页，共29页，编辑于2022年，星期日理想电流源的理想电流源的并联并联思考：思考：1.电流源方向相反电流源方向相反怎么办怎么办2.不同数值的电压
3、不同数值的电压源可否串联源可否串联IIS1IS2IISIS1+IS2IIS1IS2IISIS1-IS2第5页，共29页，编辑于2022年，星期日分析：分析：IS 固定不变固定不变,US 固定不变。固定不变。USIRU=上页下页第1章IsU=?IUS+-R所以：所以：I=Is,已知已知：Is，US，R 问：问：I 等于等于多少？多少？U 又等于多少？又等于多少？例例1.3.1第6页，共29页，编辑于2022年，星期日解：解：1.Uab=US,2.若若R 减小为减小为1 1，电流源的功率不变！电流源的功率不变！电压源的功率电压源的功率IUs=I Is=3A 增大！增大！P=USIUs=12WI=U
4、S R=4A 上页下页第1章返回为什麽？为什麽？已知：已知：Is，US，R0试分析：试分析：例例1.3.2US+bRIsIIUsa-1A4V2I=US R=4 2=2A2.2.若使若使R 减小为减小为1 1，I I 如何变如何变？两个电源的功率如何变？两个电源的功率如何变？1.1.I 等于多少？等于多少？第7页，共29页，编辑于2022年，星期日1.3.2 1.3.2 1.3.2 1.3.2 实际电源的模型实际电源的模型实际电源的模型实际电源的模型1.1.实际电源的模型实际电源的模型(用已知理想元件特性表述实用已知理想元件特性表述实际电源的外特性际电源的外特性)电源模型电源模型电源模型电源模型
5、电压源模型电压源模型电流源模型电流源模型具有相同的外特性具有相同的外特性ISUS下页上页第1章返回IU+实际电源实际电源实际电源的外特性的外特性IUOR第8页，共29页，编辑于2022年，星期日ba2.2.2.2.电压源模型电压源模型电压源模型电压源模型U=US-IR0-外特性方程外特性方程第1章下页上页返回IR+U-USR0+外特性曲线外特性曲线IUUSUSR0 O第9页，共29页，编辑于2022年，星期日3.3.3.3.电流源模型电流源模型电流源模型电流源模型I=IS-IR0-外特性方程外特性方程上页下页第1章返回外特性曲线外特性曲线baIR+U-R0IR0IsUIISO第10页，共29页
6、，编辑于2022年，星期日1.3.3 1.3.3 1.3.3 1.3.3 两种电源的等效互换两种电源的等效互换两种电源的等效互换两种电源的等效互换上页下页返回第1章URLI 电源IUS+UR0IsR0UI第11页，共29页，编辑于2022年，星期日等效互换条件等效互换条件U=UsIR0U=IR0R0=IsR0 I R0=(Is I)R0上页下页第1章返回IUS+UR0IsR0UIIUIR0 Us =R0 =R0 IsR0第12页，共29页，编辑于2022年，星期日电压源模型电压源模型 电流源模型电流源模型电流源模型电流源模型 电压源模型电压源模型R0USIs=R0=R0US=Is R0 R0=
7、R0下页上页第1章返回IUS+UR0IsR0UIIsR0UIIUS+UR0第13页，共29页，编辑于2022年，星期日2）所谓“等效”是指“对外电路”等效（即对外电 路的伏安特性一致），对于电源内部并不 一定等效。例如，在电源开路时：1）电压源模型与电流源模型互换前后电流的 方向保持不变，即IS和Us方向一致。R0 不消耗能量 消耗 能量R0 上页下页第1章返回说明说明IUS+UR0IsR0UI第14页，共29页，编辑于2022年，星期日3 3）电压源（恒压源）与电流源（恒流源）电压源（恒压源）与电流源（恒流源）之间不能互换。之间不能互换。为什么为什么?上页下页第1章返回IsUS+电压电流电压
8、电流相互无关相互无关第15页，共29页，编辑于2022年，星期日例例例例1:1:求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源求下列各电路的等效电源解解:+abU2 5V(a)+abU5V(c)+a+-2V5VU+-b2(c)+(b)aU 5A2 3 b+(a)a+5V3 2 U+a5AbU3(b)+第16页，共29页，编辑于2022年，星期日例例例例2:2:试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法试用电压源与电流源等效变换的方法计算计算计算计算2 2 电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。解解解解:
9、8V8V+2 2 2 2V V+2 2 I I(d)(d)2 2 由图由图由图由图(d)(d)可得可得可得可得6V6V3 3 +12V12V2A2A6 6 1 1 1 1 2 2 I I(a)(a)2A2A3 3 1 1 2 2 2V2V+I I2A2A6 6 1 1 (b)(b)4A4A2 2 2 2 2 2 2V2V+I I(c)(c)第17页，共29页，编辑于2022年，星期日例例3：解：解：统一电源形式统一电源形式统一电源形式统一电源形式试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示试用电压源与电流源等效变换的方
10、法计算图示电路中电路中电路中电路中1 1 电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。电阻中的电流。2 +-+-6V4VI2A 3 4 6 1 2A3 6 2AI4 2 1 1AI4 2 1 1A2 4A第18页，共29页，编辑于2022年，星期日解：解：I4 2 1 1A2 4A1 I4 2 1A2 8V+-I4 1 1A4 2AI2 1 3AI=2+1232A第19页，共29页，编辑于2022年，星期日例例例例3:3:电路如图。电路如图。电路如图。电路如图。U U1 110V10V，I IS S2A2A，R R1 11 1，R R2 22 2，R R3 35 5 ，R R1 1。(1)(1)
11、求电阻求电阻求电阻求电阻R R中的电流中的电流中的电流中的电流I I；(2)(2)计算理想电压源计算理想电压源计算理想电压源计算理想电压源U U1 1中的电流中的电流中的电流中的电流I IU1U1和理想电流源和理想电流源和理想电流源和理想电流源I IS S两端的电压两端的电压两端的电压两端的电压U UISIS；(3)(3)分析功率平衡。分析功率平衡。分析功率平衡。分析功率平衡。aIRISbI1R1(c)IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)aIR1RIS+_U1b(b)解：解：(1)由电源的性质及电源的等效变换可得：由电源的性质及电源的等效变换可得：I1=10AI=
12、I1I22=6A第20页，共29页，编辑于2022年，星期日(2)由图由图(b)可得：可得：理想电压源中的电流理想电压源中的电流理想电流源两端的电压理想电流源两端的电压-IR1ISI IR1=2-6=-4AaIR1RIS+_U1b(b)IR1IR1IR1RISR3+_IU1+_UISUR2+_U1ab(a)第21页，共29页，编辑于2022年，星期日各个电阻所消耗的功率分别是：各个电阻所消耗的功率分别是：两者平衡：两者平衡：(60+20)W=(36+16+8+20)W80W=80W(3)由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源由计算可知，本例中理想电压源与理想电流源 都是电源，发出的功率分别是
13、：都是电源，发出的功率分别是：第22页，共29页，编辑于2022年，星期日2003.3.323 电流控制电流源电流控制电流源(VCCS)(VCCS)电压控制电流源电压控制电流源(VCCS)(VCCS)电压控制电压源电压控制电压源(VCVS)(VCVS)电流控制电流源电流控制电流源(CCCS)(CCCS)1.4 1.4 1.4 1.4 受控电源受控电源受控电源受控电源第1章上页下页返回独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受独立电源：指电压源的电压或电流源的电流不受 外电路的控制而独立存在的电源。外电路的控制而
14、独立存在的电源。外电路的控制而独立存在的电源。外电路的控制而独立存在的电源。受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中受控电源：指电压源的电压或电流源的电流受电路中 其它部分的电流或电压控制的电源。其它部分的电流或电压控制的电源。其它部分的电流或电压控制的电源。其它部分的电流或电压控制的电源。第23页，共29页，编辑于2022年，星期日2003.3.324受控源的特点：受控源的特点：受控源的特点：受控源的特点：当控制电压或电流消失或等于零时，受控源的电压或电当控制电压或电流消失或等于零时，受控源的电
15、压或电当控制电压或电流消失或等于零时，受控源的电压或电当控制电压或电流消失或等于零时，受控源的电压或电流也将为零。流也将为零。流也将为零。流也将为零。对含有受控源的线性电路，可用前面所讲的电路分对含有受控源的线性电路，可用前面所讲的电路分对含有受控源的线性电路，可用前面所讲的电路分对含有受控源的线性电路，可用前面所讲的电路分析方法进行分析和计算析方法进行分析和计算析方法进行分析和计算析方法进行分析和计算 ，但要考虑控制与受控特性。，但要考虑控制与受控特性。，但要考虑控制与受控特性。，但要考虑控制与受控特性。应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。应用：用于晶体管电路的分析。应用
16、：用于晶体管电路的分析。受控源不能独立向电路提供电能量。受控源不能独立向电路提供电能量。第24页，共29页，编辑于2022年，星期日2003.3.3251.1.电流控制电流源电流控制电流源OIB 减小减小IB增加增加UCEICIB =20AIB=60AIB=40A上页下页返回IEIBRBUBICUCCRC-UBEUCEIBIC第25页，共29页，编辑于2022年，星期日2003.3.326.2.2 电压控制电流源电压控制电流源UGRGUGIDUDRD-UGSUDSS 0UDS/v10201234ID/mAUGS=0 VUGS=-1 VUGS=-2 VUGS=1 V第26页，共29页，编辑于20
17、22年，星期日2003.3.327四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型四种理想受控电源的模型 U1+_U1U2I2I1=0(a)VCVS+-+-电电电电压压压压控控控控制制制制电电电电压压压压源源源源(d)CCVS I1+_U1=0U2I2I1+-+-电电电电流流流流控控控控制制制制电电电电压压压压源源源源(b)VCCSgU1U1U2I2I1=0+-+-电电电电压压压压控控控控制制制制电电电电流流流流源源源源(c)CCCS I1U1=0U2I2I1+-+-电电电电流流流流控控控控制制制制电电电电流流流流源源源源第27页，共29页，编辑于2022年，星期日例例1：试
18、求电流试求电流试求电流试求电流 I I1 1 。解解解解1 1：解得：解得：解得：解得：I I1 1=1A=1AI I1 1+2+2I I1 1=I=I2 2=3=32I110VI1+3A2 1 aI210VI1+2 3 0.6I1+-试求电流试求电流试求电流试求电流 I I1 1 。I1（23）100.6I110VI1+2 3 aI20.2I1例例2：I1=10/5.6=1.785A思考：如果受控源电流方向相思考：如果受控源电流方向相反，如何计算。反，如何计算。解解解解2 2：第28页，共29页，编辑于2022年，星期日2003.3.329作业作业1.3.1，1.3.3，1.3.410VI1+2 3 a2I1补充：电路如图，求补充：电路如图，求I1第29页，共29页，编辑于2022年，星期日