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什么是理想电压源和理想电流源?

网友发布 2023-07-19 17:33 · 头闻号仪器机械

理想电压源和理想电流源对电阻要求:理论上理想电压源R=0,电压等于电动势。一般认为电源内阻远远小于负载电阻,电压恒定就为理想电压源或恒压源。

理想电流源R=无穷大,I为恒定值。一般认为电源内阻远远大于负载电阻,短路电流约等于负载电流就为理想电流源或恒流源。

理想状态下,灯电阻=220*220/100=484欧姆,串联500K电阻,电压降几乎都在电阻上,灯的电阻可以忽略不计(因为,相差3个数量级),所以,电路中的电流为220/500000=0.00044A,灯上的电压降=220*484/500000=0.2V。

特点

1、理想电流源的输出电流只按其自身规律变化。

若iS(t)是不随时间变化的常数,即是直流理想电流源。

若iS(t)是一定的时间函数(如正弦交流电),则将随时间t而发生变化。

2、理想电流源的输出电流与其两端电压方向、大小无关。

即使其两端电压为无穷大,其输出电流仍按原来规律变化(为常数或为时间的函数)。

如何理解“理想电压源”和“理想电流源”?

戴维南定理(Thevenin's theorem):含独立电源的线性电阻单口网络N,就端口特性而言,可以等效为一个电压源和电阻串联的单口网络。电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压uoc;电阻R0是单口网络内全部独立电源为零值时所得单口网络N0的等效电阻。

中文名

戴维宁定理

外文名

Thevenin's theorem

别称

等效电压源定律

提出者

戴维南

提出时间

1883年

简介

戴维南定理(又译为戴维宁定理)又称等效电压源定律,是由法国科学家L·C·戴维南于1883年提出的一个电学定理。由于早在1853年,亥姆霍兹也提出过本定理,所以又称亥姆霍兹-戴维南定理。其内容是:一个含有独立电压源、独立电流源及电阻的线性网络的两端,就其外部型态而言,在电性上可以用一个独立电压源V和一个松弛二端网络的串联电阻组合来等效。在单频交流系统中,此定理不仅只适用于电阻,也适用于广义的阻抗。戴维南定理在多电源多回路的复杂直流电路分析中有重要应用。[1]

对于含独立源,线性电阻和线性受控源的单口网络(二端网络),都可以用一个电压源与电阻相串联的单口网络(二端网络)来等效,这个电压源的电压,就是此单口网络(二端网络)的开路电压,这个串联电阻就是从此单口网络(二端网络)两端看进去,当网络内部所有独立源均置零以后的等效电阻。

uoc 称为开路电压。Ro称为戴维南等效电阻。在电子电路中,当单口网络视为电源时,常称此电阻为输出电阻,常用Ro表示;当单口网络视为负载时,则称之为输入电阻,并常用Ri表示。电压源uoc和电阻Ro的串联单口网络,常称为戴维南等效电路。

当单口网络的端口电压和电流采用关联参考方向时,其端口电压电流关系方程可表为:U=Roi+uoc

戴维南定理和诺顿定理是最常用的电路简化方法。由于戴维南定理和诺顿定理都是将有源二端网络等效为电源支路,所以统称为等效电源定理或等效发电机定理。

当研究复杂电路中的某一条支路时,利用电工学中的支路电流法、节点电压法等方法很不方便,此时用戴维

南定理来求解某一支路中的电流和电压是很适合的。[2]

电压源和电流源的等效变换:

①若干个含源支路作串联、并联、混联时,就其两端来说可以简化为一个电压源或一个电流源。

②与电压源相串联的电阻可看作为电压源的内阻,与电流源并联的电阻可看作为电流源的内阻。

③理想电压源和理想电流源不能互相等效。

两个电路等效必须使两个电路的对外电特性相同。两个电路内部的几何结构及参量都已发生变化,所以内部并不等效。

理想电压源特点:

无论负载电阻如何变化,输出电压即电源端电压总保持为给定的US或us(t)不变,电源中的电流由外电路决定,输出功率可以无穷大,其内阻为0。

实际电压源特点:由理想电压源串联一个电阻组成,RS称为电源的内阻或输出电阻,负载的电压U=US–IRS,当RS=0时,电压源模型就变成恒压源模型。

理想电流源特点:无论负载电阻如何变化,总保持给定的Is或is(t),电流源的端电压由外电路决定,输出功率可以无穷大,其内阻无穷大。

实际电流源的特点:由理想电流源并联一个电阻组成,负载的电流为I=IS–Uab/RS,当内阻RS=?时,电流源模型就变成恒流源模型。

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