任务1.5
电压源与电流源

1.5.1 电压源

1.理想电压源

理想电压源是从实际电源抽象出来的一种模型，如图1-13所示。不论流过的电流为多少，在其两端总能保持一定的电压。理想电压源也称为恒压源，伏安特性如图1-14所示。

理想电压源的特点：输出电压恒定， U = U _S ；输出电流取决于外电路；内阻 R _S =0。

2.实际电压源

由于电源内阻等多方面的原因，理想电压源在真实世界是不存在的，实际电压源分析时一般要考虑内阻，模型如图1-15所示。实际电压源的伏安特性如图1-16所示。

端口输出电压为

U = U _S -IR _S

当 R _S ≪ R 时， R _S ≈0， U ≈ U _S ，接近理想电压源。

1.5.2 电流源

1.理想电流源

理想电流源是从实际电源抽象出来的一种模型，其端口总能向外部提供一定的电流而不论其两端的电压为多少。

理想电流源特点：①输出电流恒定， I = I _S ，与端电压无关；②输出端电压的大小取决于外电路；③内阻 R _S =∞。由于电流源的电流是固定的，所以电流源不能断路，电流源与电阻串联时其对外电路的效果与单个电流源的效果相同。

2.实际电流源

由于内阻等多方面的原因，理想电流源在真实世界也是不存在的，分析时一般要考虑电流源内阻。实际电流源模型如图1-17所示，伏安特性如图1-18所示。

输出电流为 I = I _S -U / R _S 。

1.5.3 电源等效变换

如果两个电源对任何负载提供的电压和电流都相等，则称两电源等效。

1.电压源等效

两个理想电压源串联，可以用一个等效的电压源替代，等效变换电路如图1-19所示。替代的条件是 U _S = U _S1 + U _S2 。

2.电流源等效

两个理想电流源并联，可以用一个等效的电流源替代，等效变化电路如图1-20所示。替代的条件是 I _S = I _S1 + I _S2 。

3.电压源和电流源等效变换

对于负载来说只要端电压和流过电流不变，则两个电源对负载的作用效果就相同。一个实际的电源既可以用电压源模型表示，也可以用电流源模型表示，等效变换电路如图1-21所示。

等效的前提是

注意： 等效变换是对外电路而言的，内部电路并不等效。理想电压源与理想电流源之间不能等效变换。等效变换时注意电源的方向，电流源的流向是电压源由负到正的方向。

【例1-4】 计算图1-22中流经电阻 R ₂ 的电流 I ₂ 。

解： 先将电流源与电阻并联等效为电压源和电阻的串联电路，如图1-23所示。

依据等效条件，可得

化简电路如图1-24所示。

求得： I ₂ =36V/10Ω=3.6A。

1.5.4 技能训练：直流电压源和电流源的测量