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主要内容:
电源的两种模型的模型、特性,应用及其两种模型的等效变换。
重点难点:
电源两种模型的等效变换。
内容精要:
一个电源可以用两种不同的电路模型来表示。一种是用理想电压源与电阻串联
的电路模型来表示,称为电压源模型;一种是用理想电流源与电阻并联的电路
模型来表示,称为电流源模型。两种模型可以等效变换。
1.电压源模型
(1)电压源
电压源是由电动势 E 和内阻 R0 串联的电源的电路模型,如图1(a)所示。

(a) (b)
图1 电源的电压源模型及外特性
由图1可得:![]()
该式表明了电压源端电压和输出电流的关系,称为电压源的外特性,用曲线表
示如图2(b)。
(2)理想电压源(恒压源)
当R0=0时,U ºE,称为理想电压源(恒压源)。实际上当电压源的R0<<RL,即电压源的内阻远小于负载电阻时,U » E ,可近似认为是理想电压源。
理想电压源特点:
① 内阻R0= 0
②输出电压是一定值,恒等于电动势。对直流电压源,有U ºE,其外特性曲线
为平行于电流坐标轴的直线。
③理想电压源中的电流由外电路决定。
图2为理想电压源及其外特性曲线

图2 理想电压源模型及外特性
2.电流源模型
(1)电流源
电流源是由电流 IS和内阻R0并联的电源的电路模型,如图3(a)所示。

图3 电源的电流源模型及外特性
由上图电路可得:
该式表明了电流源端电压和输出电流的关系,称为电流源的外特性,用曲线表示如图3(b)。
(2)理想电流源(恒流源)
当 R0 = ¥时,IºIS ,称为理想电流源(恒流源)。实际上当电流源的
R0>>RL,即电流源的内阻远大于负载电阻时,I≈ IS,可近似认为是理想电流源。
理想电流源的特点:
①R0=¥。
②输出电流是一恒定值,对直流电流源,有I ºIS,其外特性曲线为平行于电
压坐标轴的直线。
③恒流源两端的电压 U 由外电路决定。
图4为理想电流源及其外特性曲线。

理想电流源模型 外特性曲线
图4 理想电流源模型和外特性
3.电压源与电流源的等效变换
在电路分析时,有时需要将电压源和电流源进行等效互换,两者之间的等效变换的条件为:电压源与电流源对外电路的作用等效,则接同一负载时,它们的端电压应该相等。因此得出等效变换的公式为:,
(即电压源的内阻等于电流源的内阻)。
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。
② 等效变换时,两电源的参考方向要一一对应。也就是说:等效前后IS 的方向始
终由E 的“-”极指向“+”极。

图5 电压源与电流源的等效变换
③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。
④等效变换可以扩大到含源支路。
例 1: 试用电压源与电流源等效变换的方法计算 2W电阻中的电流。


