电源等效变换专项复习.doc

复杂直流电路专项复习
-------------两种电源模型的等效变换
一、知识要点复习
（一）、电压源
通常所说的电压源一般是指理想电压源，其基本特性是其电动势 (或两端电压)保持固定不变E或是一定的时间函数e(t)，但电压源输出的电流却与外电路有关。
实际电压源是含有一定内阻r0的电压源。

图3-18　电压源模型

图3-19　电流源模型

（二)、电流源
通常所说的电流源一般是指理想电流源，其基本特性是所发出的电流固定不变(Is)或是一定的时间函数is(t)，但电流源的两端电压却与外电路有关。
实际电流源是含有一定内阻rS的电流源。
(三)、两种实际电源模型之间的等效变换
实际电源可用一个理想电压源E和一个电阻r0串联的电路模型表示，其输出电压U与输出电流I之间关系为
U = E - r0I
实际电源也可用一个理想电流源IS和一个电阻rS并联的电路模型表示，其输出电压U与输出电流I之间关系为
U = rSIS - rSI
对外电路来说，实际电压源和实际电流源是相互等效的，等效变换条件是
r0 = rS　， E = rSIS 或 IS = E/r0
【例3-6】如图3-18所示的电路，已知电源电动势E = 6 V，内阻r0 = 0.2 W，当接上R = 5.8 W 负载时，分别用电压源模型和电流源模型计算负载消耗的功率和内阻消耗的功率。

图3-18　例题3-6

解：(1) 用电压源模型计算：
，负载消耗的功率PL = I2R = 5.8 W，内阻的功率Pr = I2r0 = 0.2 W
(2) 用电流源模型计算：
电流源的电流IS = E/r0 = 30 A，内阻rS = r0 = 0.2 W
负载中的电流 ，负载消耗的功率 PL= I2R = 5.8 W，
内阻中的电流 ，内阻的功率 Pr = Ir2r0 = 168.2 W
两种计算方法对负载是等效的，对电源内部是不等效的。

【例3-7】如图3-19所示的电路，已知：E1 = 12 V，E2 = 6 V，R1 = 3 W，R2 = 6 W，R3 = 10 W，试应用电源等效变换法求电阻R3中的电流。

图3-19　例题3-7

解：(1) 先将两个电压源等效变换成两个电流源，

图3-20 两个电压源等效成两个电流源
如图3-20所示，两个电流源的电流分别为

图3-21 例题3-7的最简等效电路
IS1 = E1/R1 = 4 A， IS2 = E2/R2 = 1 A
(2) 将两个电流源合并为一个电流源，得到最简等效
电路，如图3-21所示。等效电流源的电流
IS = IS1 - IS2 = 3 A
其等效内阻为
R = R1∥R2 = 2 W
(3) 求出R3中的电流为

（三)、注意点
1、
2、
3、
4、
二、巩固练习
选择题 1、与图示电路等效的电路是（　　　）

2、如图所示电路中,求
(1)电压U。
(2)4A恒流源功率，并判断是
电源还是负载

3、如图，已知E1=8V，R1= R2=4Ω，R3=3Ω，R4=5Ω，IS1=4A，IS2=3A，试用电源的等效变换求通过R1的电流。

4、计算如图所示电路中的电流I和电压U，并计算电流源IS2的功率P 。

5、如题83图所示，试求电流I以及两电流源的功率。
解 ：（1）电流I______________ （4分）
(2) 电流源Is1的功率___________（4分） （3）电流源Is2的功率____________（4分）

6、求图示电路中R3为何值时，R5支路中的电流I5=0.

7、如图所示电路，已知当开关S置于1位置时，电压表为10V，试求：
当开关S置于2位置时，电压表读数为多少V？