模塊二　直流電路的分析與計算

學習單元一　電壓源、電流源及其等效變換

一、電壓源

1.理想電壓源

（1）理想電壓源　輸出電壓不受外電路影響，只依照自己固有的隨時間變化的規(guī)律而變化的電源，稱為理想電壓源。

（2）理想電壓源的符號　如圖2-1所示。圖（a）是理想電壓源的一般表示符號，符號“+”“-”表示理想電壓源的參考極性。圖（b）表示理想直流電壓源。理想直流電壓源的電壓是定值U_s。圖（c）是干電池的圖形符號，長線段表示高電位端，短線段表示低電位端。

（3）理想電壓源的性質(zhì)

①理想電壓源的端電壓是常數(shù)U_s或是時間的函數(shù)u（t），與流過它的電流無關(guān)。

②它的電流由它本身及電路的電阻來確定。

2.實際電壓源

理想電壓源實際上是不存在的，電源內(nèi)部總是存在一定的電阻，稱之為內(nèi)阻。實際電壓源可用一個理想電壓源U_s和內(nèi)阻R_s相串聯(lián)的電路模型來表示。

實際電壓源的模型如圖2-2所示。

實際電壓源的端電壓U低于理想電壓源的電壓U_s。實際直流電壓源模型及其伏安特性如圖2-3所示。

二、電流源

1.理想電流源

電流按照某給定規(guī)律變化而與其端電壓無關(guān)的二端元件，稱為理想電流源。理想電流源的符號如圖2-4所示。

理想電流源的性質(zhì)：

①理想電流源的輸出電流是常數(shù)I_s或是時間的函數(shù)i（t），與其端電壓無關(guān)。

②理想電流源的端電壓取決于外電路。

2.實際電流源

一個理想電流源和一個電阻并聯(lián)則為實際電流源，如圖2-5所示。

實際直流電流源的輸出電流為

實際電流源伏安特性曲線如圖2-6所示。

3.實際電源模型及其等效變換

實際電壓源與實際電流源在保持輸出電壓U和輸出電流I不變的條件下，相互之間可以進行等效變換。其等效變換的條件是內(nèi)阻R₀相等，且。

如圖2-9所示，已知E與R₀串聯(lián)的電壓源，可以等效為I_s與R₀并聯(lián)的電流源，等效的電流源的電流

如果已知I_s與R₀并聯(lián)的電流源，可以等效為E與R₀串聯(lián)的電壓源，等效的電壓源的電動勢

E=R₀I_s

在電壓源與電流源做等效變換時應(yīng)注意：

①所謂等效，只是對電源的外電路而言，對電源內(nèi)部則是不等效的；

②變換時要注意兩種電路模型的極性必須一致，即電流源流出電流的一端與電壓源的正極性端相對應(yīng)；

③理想電壓源與理想電流源不能相互等效變換；

④這種變換關(guān)系中，R₀不限于內(nèi)阻，可擴展至任一電阻，凡是電動勢為E的理想電壓源與某電阻R串聯(lián)的有源支路，都可以變換成電流為I_s的理想電流源與電阻R并聯(lián)的有源支路，反之亦然，相互變換的關(guān)系是

在一些電路中，利用電流源和電壓源的等效變換可使計算簡化。