電壓源與電流源及其等效變換原理

2020-07-03
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  今天小編來給大家分享一下關(guān)于電壓源與電流源及其等效變換的原理,跟著小編一起來看看吧!


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  在講到電壓源和電流源的等效變換之前,我們不得不先講一下它們的串并聯(lián)。


  如上圖7-1所示,n個(gè)電壓源的串聯(lián)可以用一個(gè)等效電壓源替代,這個(gè)等效電壓源的電壓uS等于各個(gè)電壓源電壓的代數(shù)和。當(dāng)uSk的參考方向與uS的參考方向一致時(shí),uSk前面取“+”號(hào),不一致時(shí)取“-”號(hào)。


      n個(gè)電流源的并聯(lián)可以用一個(gè)等效電流源替代,這個(gè)等效電流源的電流iS等于各個(gè)電流源電流的代數(shù)和。當(dāng)iSk的參考方向與iS的參考方向一致時(shí),iSk前面取“+”號(hào),不一致時(shí)取“-”號(hào)。


  其實(shí)電壓源的串聯(lián),我們并不陌生,如下圖7-2,干電池的串聯(lián)就是一個(gè)典型的例子,串聯(lián)電壓等于各電池的電壓相加;而電流源的并聯(lián)就類似河流的匯流,支流的水匯流于干流。


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  另外,根據(jù)電壓、電流的性質(zhì),電壓源只有電壓相等且極性一致時(shí)才允許并聯(lián);而電流源只有電流相等且方向一致時(shí)才允許串聯(lián),大家可以自行分析一下這是為什么,在這里我就不做累贅論述。


  關(guān)于兩種電源的等效變換,這里的等效是指“對(duì)外”等效。也就是它們的外特性一致,無論外電路怎么變化,兩種電源的輸出電壓和輸出電流時(shí)刻保持一致。注意,它們對(duì)內(nèi)是不等效的,例如電源開路時(shí)兩種電源均不輸出功率,但此時(shí)電壓源發(fā)出的功率為0,而電流源發(fā)出的功率為IS2R。下圖7-3所示就是兩種電源滿足等效變換的條件。


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  電壓源變換為電流源時(shí),電流源電流等于電壓源電壓除以串聯(lián)電阻;電流源變換為電壓源時(shí),電壓源電壓等于電流源電流乘以并聯(lián)電阻。我們以圖7-4中的一個(gè)實(shí)例來理解這點(diǎn)內(nèi)容,我們可以簡(jiǎn)單總結(jié)一下:并聯(lián)電壓源轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電流源;串聯(lián)電流源轉(zhuǎn)換為串聯(lián)電壓源,注意這里的電壓源和電流源都不是理想電源,恒壓源和恒流源不能等效變換。


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  大家把圖7-4的內(nèi)容理解透,那么對(duì)于電壓源和電流源之間的等效變換就基本掌握了!但是,在眾神通廣大的學(xué)員面前,僅僅是理解顯然還是不夠的,熟練運(yùn)用才是目的,大家平時(shí)還是要多加練習(xí),練就“火眼金睛”,最終做到一看到電路圖,腦海就能浮現(xiàn)其簡(jiǎn)化步驟。

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