文档介绍:绪论
电路的电量
电路的状态
8 电压源、电流源及其等效变换
电压源
铅蓄电池及一般直流发电机等都是电源,它们是具有不变的电动势和较低内阻的电源, 称为电压源。
如果电源的内阻R0≈0,当电源与外电路接通时,其端电压 U = E,端电压不随电流而变化,电源外特性曲线是一条水平线。(这是一种理想情况)
具有不变电动势且内阻为零的电源称为理想电压源或恒压源,如图 1-17(b)所示。
(a) 电压源与负载连接(b ) 恒压源与负载连接
理想电压源是实际电源的一种理想模型。
当电源电压稳定在它的工作范围内, 该电源就可认为是一个恒压源。如果电源的内电阻远小于负载电阻RL,那么随着外电路负载电流的变化, 电源的端电压可基本保持不变,这种电源就接近于一个恒压源。
如果电源输出恒定的电流,即电流的大小与端电压无关,这种电源叫理想电流源(恒流源)。
当电流源与外电路接通时,回路电流是恒定的。实际的电流源即使没有与外电路接通,其内部也有电流流动;与负载接通后,电源内部仍有一部分电流流动,另一部分电流则通过负载,。
负载电流愈小, 内阻上的电流就愈大, 内部损耗也就愈大,所以,电流源不能处于空载状态!
电压源与电流源的等效变换
一个实际的电源,既可以用理想电压源与内阻串联表示, 也可以用一个理想电流源与内阻并联来表示。
对于外电路而言, 如果电源的外特性相同, 无论采用哪种模型计算外电路电阻RL上的电流、电压,结果都会相同。
满足下列关系时, 两者可以互换:
Ri=R0,E=ISRi 或
等效变换时应注意到:
(1) 只对外电路等效,对内电路则不等效。
(2) 把电压源变换为电流源时,电流源中的IS等于电压源输出端短路电流IS,电流源中的并联电阻Ri与电压源的内阻R0相等。
(3) 把电流源变换成为电压源时,电压源中的电动势E等于电流源输出端断路时的端电压,电压源中的内阻R0与电流源的并联电阻Ri相等。
(4) 理想电压源与理想电流源不能进行等效变换。
例:已知两个电压源, E1=24 V, R01= 4Ω;E2=30 V, R02=6Ω,将它们同极性相并联,试求其等效电压源的电动势和内电阻R0。
解:先将两个电压源分别等效变换为电流源:
将两个电流源合并为一个等效电流源:
将等效电流源变换成等效电压源:
E=R0IS=×11= V
R0=
9 基尔霍夫定律及其应用
一、基尔霍夫电流定律(KCL)
在电路中,任何时刻对于任一节点而言,流入节点电流之和等于流出节点电流之和,即∑Ii=∑Io
二、基尔霍夫电压定律(KVL)
沿任一回路绕行一周,回路中所有电动势的代数和等于所有电阻压降的代数和,即
∑E = ∑IR