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1、15 独立电压源 电路中的耗能器件或装置有电流流动时，会 不断消耗能量，电路中必须有提供能量的器件或 装置电源。 常用的直流电源有干电池、蓄电池、直流发电 机、直流稳压电源和直流稳流电源等。 常用的交流电源有电力系统提供的正弦交流电 源、交流稳压电源和产生多种波形的各种信号发生 器等。 为了得到各种实际电源的电路模型，定义两种理 想的电路元件独立电压源和独立电流源。 常用的干电池和可充电电池 实验室使用的直流稳压电源 用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。 示波器 稳压电源 一、独立电压源的定义： 如果一个二端元件的电流无论为何值，其电 压保持常量US或按给定的时间函数uS(t)变化
2、，则此 二端元件称为独立电压源，简称为电压源。电压 源的符号如图(a)所示，图中“ + ” ， “ - ”号表 示电压源电压的参考极性。 恒定电压源或直流电压源电压保持常量的电压源； 时变电压源电压随时间变化的电压源； 交流电压源电压随时间周期性变化且平均值为零 的时变电压源。 电压源的电压与电流采用关联参考方向时，其 功率为 ： p=ui 二、独立电压源的分类和功率： 当p0，即电压源工作在i- u平面的一、三象限时，电压 源实际吸收功率。 当p0 P0，即电流源工作在u-i平面的一、三象限时，电 流源实际吸收功率； 当p0，即电流源工作在u-i平面的二、四象限时，电 流源实际发出功率。 三
3、、电流源的功率： 也就是说随着电流源工作状态的不同，它既可发出功 率，也可吸收功率。 1、独立电流源的电流由其本身的特性确定，与电 流源在电路中的位置无关。 2、独立电流源的电压则与其连接的外电路有关。 由其电流和外电路共同确定。 四、电流源的特点： R / 1210201000 u / V2420402000 P /W4840804000 例如图示电路中电阻值变化时，电流源的电 压 u 和发出功率 p 会发生变化。 例1 电路如图所示。已知uS1=10V, iS1=1A, iS2=3A, R1=2, R2=1。 求电压源和各电流源发出的功率。 电压源的吸收功率为 电流源iS1和iS2吸收的功
4、率分别为： 解： 根据KCL求得 根据 KVL和VCR求得： 10V 1A3A 21 i - udb + + ucd - 五、实际电源的电路模型 实际电源的电压(或电流)往往会随着电源电流(或电压) 的增加而下降。图(a)和(c)表示用电压表、电流表和可变电 阻器测量直流电源VAR特性曲线的实验电路。所测得的两 种典型VAR曲线如图（b）和(d)所示 。 根据 得到的电路模型如图(a)所示，它 由电压源Uoc和电阻Ro的串联组成。电阻Ro的电压降模拟实 际电源电压随电流增加而下降的特性。电阻Ro越小的电源 ，其电压越稳定。 按照 作出的电路模型如图(b)所示，它由 电流源ISC和电导为Go的电
5、阻并联组成。电阻中的电流模拟 实际电源电流随电压增加而减小的特性。并联电阻的电导 Go越小的电源，其电流越稳定。 例1-7 型号为HT1712G的直流稳压电源，它有两路输出电压， 其电压可以在0V到30V间连续调整，额定电流为2A。某台 电源的产品说明书上给出以下实测数据： (l) 输出电压U=3V，负载稳定度为310-4 (2) 输出电压U=30V，负载稳定度为410-5 试根据以上数据，建立该电源的电路模型。 相应的内阻为 这说明其电路模型为3V电压源和0.45m电阻相串联。 其电路模型为30V电压源和0.6m电阻的串联 。 解：负载稳定度是指电流由零增加到额定电流时，输出电 压的相对变化
6、率。根据已知数据可求出U1=3V时输出 电压的变化为 用同样方法算得电源工作在30V时的内阻为 思考：独立电压源能否短路? 独立电流源能否开路? 1、 电路如图152所示。 若：(1)R=10； (2) R=5；(3) R=2时; 试判断5V电压源是发出功率或吸收功率。 图152 思考与练习 小结 电压源 电流源 不变量变化量 US + _ a b I Uab Uab = US Uab的大小、方向由电 源内部的特性决定， 与外电路无关。 I a b UabIs I = Is I的大小、方向均由电源 内部特性决定，与外电 路无关。 输出电流I可变- I的大小、方向均由 外电路决定。 端电压Uab
7、可变- Uab的大小、方向 均由外电路决定。 作业： P50，1-13 1-7 分压电路和分流电路 一、分压公式 + US IR1 R2 + U1 + U2 求 U1，U2 . 解： U1 = R1 I U2 = R2 I 复习 推广： + US I + Uk R1R2 Rk Rn 求 I . 解： Uk = Rk I = 即 分压公式 Rk 电阻大的 分配到的 电压也高 1、参考电位: 任意选定电路中一点作为参考点,设为 零电位，用接地符号“ ”表示。 通常选择电源和负载的公共端为零电位 2、电位计算： 电路中某一点电位等于该点电位与参考 点电位之间的电位差。 3、等电位点： 二、电路中电位
8、的概念: 三、电子电路的习惯画法： R1 USR2 a b c + US R1 R2 b c 5K 12V 24V 6K 3K a +12V 24V 5K 6K 3K 参考电位在哪里？ 例 +15V -15V R1 R3 R2 a b +15V + - R1 R3 R2 a b 15V + - I 四、分流公式 IS I1 G1G2 I2 + U 求： I1，I2 . 解： I1 = G1 U I2 = G2 U 复习 推广： IS Ik + U G1G2GkGn 求 Ik . 解： Ik = Gk U = 即 分流公式 电导值大 的分配到 的电流也 大 例：电路如图，求开关 S 断开后，电流I和 b点的电位 。 再根据KVL求得 b点的电位 图(a)电子电路习惯画法，图(b)完整电路 作业：P58,1-17
