兩種電源模型的等效變換PPT課件

1、一、電壓源一、電壓源通常所說的電壓源一般是指理想電壓源，其基本特性是其電動(dòng)勢(shì)(或兩端電壓) US 保持固定不變 或是一定的時(shí)間函數(shù) e(t)，但電壓源輸出的電流卻與外電路有關(guān)。實(shí)際電壓源是含有一定內(nèi)阻 R0 的電壓源。圖 3-18電壓源模型 第1頁(yè)/共15頁(yè)二、電流源二、電流源通常所說的電流源一般是指理想電流源，其基本特性是所發(fā)出的電流固定不變(Is)或是一定的時(shí)間函數(shù) is(t)，但電流源的兩端電壓卻與外電路有關(guān)。 實(shí)際電流源是含有一定內(nèi)阻 Rs 的電流源。圖 3-19電流源模型 第2頁(yè)/共15頁(yè)三、兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換三、兩種實(shí)際電源模型之間的等效變換實(shí)際電源可用一個(gè)理想電壓源

2、US 和一個(gè)電阻 R0 串聯(lián)的電路模型表示，其輸出電壓 U 與輸出電流 I 之間關(guān)系為 U = US R0I實(shí)際電源也可用一個(gè)理想電流源 IS 和一個(gè)電阻 RS 并聯(lián)的電路模型表示，其輸出電壓 U 與輸出電流 I 之間關(guān)系為U = RSIS RSI對(duì)外電路來說，實(shí)際電壓源和實(shí)際電流源是相互等效的，等效變換條件是R0 = RS， US = RSIS 或 IS = US /R0第3頁(yè)/共15頁(yè)【例 3-6】如圖 3-18 所示的電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)US = 6 V，內(nèi)阻 R0 = 0.2 ，當(dāng)接上 R = 5.8 負(fù)載時(shí)，分別用電壓源模型和電流源模型計(jì)算負(fù)載消耗的功率和內(nèi)阻消耗的功率。圖 3-18

3、例題 3-6 第4頁(yè)/共15頁(yè)解：(1) 用電壓源模型計(jì)算：A10S RRUI電流源的電流 IS = US / R0 = 30 A，內(nèi)阻 RS = R0 = 0.2 ，負(fù)載中的電流 A1SSS IRRRIA29SS0 IRRRIR兩種計(jì)算方法對(duì)負(fù)載是等效的，對(duì)電源內(nèi)部是不等效的。 負(fù)載消耗的功率 PL = I2R = 5.8 W，內(nèi)阻中的電流(2) 用電流源模型計(jì)算： 負(fù)載消耗的功率PL = I2R = 5.8 W，內(nèi)阻的功率 = I2R0 = 0.2 W 0RP內(nèi)阻的功率 = R0 = 168.2 W0RP0RI第5頁(yè)/共15頁(yè)【例3-7】如圖 3-19 所示的電路，已知：US1 = 12

4、V， US2 = 6 V，R1 = 3 ，R2 = 6 ，R3 = 10 ，試應(yīng)用電源等效變換法求電阻R3中的電流。圖 3-19例題 3-7 US1US2第6頁(yè)/共15頁(yè)解: (1)先將兩個(gè)電壓源等效變換成兩個(gè)電流源，如圖 3-20 所示：兩個(gè)電流源的電流分別為：IS1 US1 /R1 4 A，IS2 US1 /R2 1 A 圖 3-20 例題 3 - 7 的兩個(gè)電壓源等效成兩個(gè)電流源 第7頁(yè)/共15頁(yè) (3)求出 R3中的電流(2)將兩個(gè)電流源合并為一個(gè)電流源，得到最簡(jiǎn)等效電路，如圖 3-21 所示： 等效電流源的電流 IS IS1IS2 3 A，其等效內(nèi)阻為 R R1R2 2 A5 . 0

5、S33 IRRRI圖 3-21 例題 3 -7 的最簡(jiǎn)等效電路 第8頁(yè)/共15頁(yè)本章小結(jié)本章小結(jié)一、基夫爾霍定律二、支路電流法三、疊加定理四、戴維寧定理五、兩種實(shí)際電源模型的等效變換第9頁(yè)/共15頁(yè)1電流定律 電流定律的第一種表述：在任何時(shí)刻，電路中流入任一節(jié)點(diǎn)中的電流之和，恒等于從該節(jié)點(diǎn)流出的電流之和，即 I流入= I流出。電流定律的第二種表述：在任何時(shí)刻，電路中任一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流代數(shù)和恒等于零，即 I = 0。一、基夫爾霍定律一、基夫爾霍定律第10頁(yè)/共15頁(yè)在使用電流定律時(shí)，必須注意：(1) 對(duì)于含有 n 個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，只能列出 (n 1) 個(gè)獨(dú)立的電流方程。(2) 列節(jié)點(diǎn)電流方程時(shí)

6、，只需考慮電流的參考方向，然后再帶入電流的數(shù)值。2電壓定律在任何時(shí)刻，沿著電路中的任一回路繞行方向，回路中各段電壓的代數(shù)和恒等于零，即 U = 0。對(duì)于電阻電路來說，任何時(shí)刻，在任一閉合回路中，各段電阻上的電壓降代數(shù)和等于各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和，即 RI = E。第11頁(yè)/共15頁(yè) 以各支路電流為未知量，應(yīng)用基爾霍夫定律列出節(jié)點(diǎn) 電流方程和回路電壓方程，解出各支路電流，從而可確定各支路(或各元件)的電壓及功率，這種解決電路問題的方法叫做支路電流法。對(duì)于具有 b 條支路、n 個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路，可列出 (n 1) 個(gè)獨(dú)立的電流方程和 b (n 1) 個(gè)獨(dú)立的電壓方程。二、支路電流法二、支路電流法第12頁(yè)/共15頁(yè)四、戴維寧定理三、疊加定理三、疊加定理任何一個(gè)線性有源二端電阻網(wǎng)絡(luò)，對(duì)外電路來說，總可以用一個(gè)電壓源 US 與一個(gè)電阻 R0 相串聯(lián)的模型來替代。電壓源的電動(dòng)勢(shì) US 等于該二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，電阻 R0 等于該二端網(wǎng)絡(luò)中所有電源不作用時(shí)(即令電壓源短路、電流源開路)的等效電阻。當(dāng)線性電路中有幾個(gè)電源共同作用時(shí)，各支路的電流(或電壓)等于各個(gè)電源分別單獨(dú)作用時(shí)在該支路產(chǎn)生的電流(或電壓)的代數(shù)和(疊加) 。第13頁(yè)/共15頁(yè) 實(shí)際電源可用一個(gè)理想電壓源 E 和一個(gè)電阻 R0 串聯(lián)的電路模型表示，也可用一個(gè)理想電流源 IS 和一個(gè)電阻 RS 并聯(lián)的電路模型表示