電源的等效變換

電源的等效變換第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一電路中的電源既提供電壓，也提供電流。將電源看作是電壓源或是電流源，主要是依據電源內阻的大小。為了分析電路的方便，在一定條件下電壓源和電流源可以等效變換。第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一一、電壓源

具有較低內阻的電源輸出的電壓較為恒定，常用電壓源來表征。電壓源可分為直流電壓源和交流電壓源。

實際電壓源可以用恒定電動勢E和內阻r串聯起來表示。1、電壓源的組成及特性第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

實際電壓源以輸出電壓的形式向負載供電，輸出電壓（端電壓）的大小為U=E－Ir，在輸出相同電流的條件下，電源內阻r越大，輸出電壓越小。若電源內阻r=0，則端電壓U=E，而與輸出電流的大小無關。 我們把內阻為零的電壓源稱為

理想電壓源，又稱恒壓源。第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

一般用電設備所需的電源，多數是需要它輸出較為穩(wěn)定的電壓，這要求電源的內阻越小越好，也就是要求實際電源的特性與理想電壓源盡量接近。第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

當n個電壓源串聯時，可以合并為一個等效電壓源，如圖所示，等效電壓源的Us等于各個電壓源的（電動勢）代數和，即：Us=Us1+Us2+Us3+…..+Usn在上式中，凡方向與Us相同的取正號，反之取負號。2、等效電壓源

等效電壓源的內阻等于各個串聯電壓源內阻之和，即：

Rs=Rs1+Rs2+…+Rsn第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一二、電流源

具有較高內阻的電源輸出的電流較為恒定，常用電流源來表征。內阻無窮大的電源稱為理想電流源，又稱恒流源。實際使用的穩(wěn)流電源、光電池等可視為電流源。

1、電流源的組成及特性第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

實際電流源簡稱電流源。電流源以輸出電流的形式向負載供電，電源輸出電流IS在內阻上分流為I0，在負載RL上的分流為IL。第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一2、等效電流源

當n個電流源并聯時，可以合并為一個等效電流源。等效電流源的電流Is等于各個電流源的電流的代數和，即：Is=Is1+Is2+…+Isn式中，凡參考方向與Is相同的電流取正號，反之取負號。

等效內阻的倒數等于各并聯電流源內阻的倒數之和，即：1/Rs=1/Rs1+1/Rs2+…+1/Rsn第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一三、電壓源與電流源的等效變換實際電源既可用電壓源表示，也可用電流源表示。在滿足一定條件時，電壓源與電流源可以等效變換。第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一實際電源可用一個理想電壓源E和一個電阻r0串聯的電路模型表示，其輸出電壓U與輸出電流I之間關系為U=E

Ir0

實際電源也可用一個理想電流源Is和一個電阻rs并聯的電路模型表示，其輸出電壓U與輸出電流I之間關系為U=Isrs

Irs

對外電路來說，實際電壓源和實際電流源是相互等效的，等效變換條件是r0=rs，E=ISrS

或IS=E/r0第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

例題

試將左圖中的電壓源轉換為電流源，將右圖中的電流源轉換為電壓源。第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

解： （1）將電壓源轉換為電流源

電流源電流的參考方向與電壓源正負極參考方向一致。第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一（2）將電流源轉換為電壓源

電壓源正負極參考方向與電流源電流的參考方向一致。第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一電壓源與電流源等效變換時，應注意：1.電壓源正負極參考方向與電流源電流的參考方向在變換前后應保持一致。2.兩種實際電源模型等效變換是指外部等效，對外部電路各部分的計算是等效的，但對電源內部的計算是不等效的。3.理想電壓源與理想電流源不能進行等效變換。注意第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

例題

電路如下圖所示，試用電源變換的方法求R3支路的電流。第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一（1）將兩個電壓源分別等效變換成電流源

這兩個電流源的內阻仍為R1、R2，兩等效電流則分別為

IS1=

==18A

IS2===9A第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一（2）將兩個電流源合并成一個電流源。

其等效電流和內阻分別為

IS=IS1+IS2=27A

R=R1//R2=0.5Ω第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一（3）最后可求得R3上電流為

第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

例題

如下圖所示電路中，既有電壓源，又有電流源，并有多條支路，但只有兩個節(jié)點，求解這一類電路時，可以先求出兩個節(jié)點間的電壓，然后再求各支路電流，并不需要去解聯立方程。第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一

解:

節(jié)點A、B間的電壓為：

第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一由此可計算出各支路電流：

上述解法稱為節(jié)點電壓法，用于計算只有兩個節(jié)點的電路，十分方便。

第二十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期一小結1、理想電壓源的特點：（1）內阻r=0（2）輸出電壓是一定值恒等于電動勢，對直流電壓，有