理论教育 实际电源的两种电路模型优化方案

实际电源的两种电路模型优化方案

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:图1-19实际电源的电压源模型及伏安特性当实际电压源与外部电路接通后,如图1-19所示,实际电压源的端电压U为由式可知,RS越小,RS的分压作用越小,输出电压U越大。这时实际电流源的端电压称为开路电压UOC。例1.6 计算图1-21所示电路中电流源的端电压U1,5 Ω电阻两端的电压U2和电压源、电流源、电阻的功率P1,P2,P3。

实际电源的两种电路模型优化方案

1.实际电压源

理想电压源是一种理想元件,一般实际电源的端电压会随着电流的变化而变化。例如,当干电池接上负载后,通过电压表来测量电池两端的电压,发现其电压会逐渐降低,这是由于电池内部有电阻的缘故。所以,干电池不是理想的电压源。

一个实际电压源,可以用一个理想电压源US与内阻RS的串联组合来表示,这个模型称为实际电压源模型,如图1-19(a)所示。

图1-19 实际电源的电压源模型及伏安特性

当实际电压源与外部电路接通后,如图1-19(b)所示,实际电压源的端电压U为

由式(1.18)可知,RS越小,RS的分压作用越小,输出电压U越大。

实际电压源的伏安特性如图1-19(c)所示。

含实际电压源的电路有三种工作状态:

①加载:此时U=US- IRS

② 开路:此时I=0。这时实际电压源的端电压U=US,称为开路电压UOC

③短路:此时U=0。这时实际电压源的电流I=US/RS,称为短路电流ISC

2.实际电流源

理想电流源也是一种理想元件,一般实际电源的输出电流是随着端电压的变化而变化的。例如,实际的光电池即使没有与外电路接通,还是有一部分电流在内部流动。因此,实际电流源可以用一个理想电流源IS和内阻RS相并联的模型来表示,这个模型称为实际电源的电流源模型,如图1-20(a)所示。

图1-20 实际电源的电流源模型及伏安特性

当实际电流源与外部电路相连时,实际电流源的输出电流I为(www.daowen.com)

由式(1.19)可知,越大,的分流作用越小,输出电流I越大。

实际电流源的伏安特性如图1-20(b)所示。

含实际电流源的电路有三种工作状态:

①加载:此时I=IS

② 短路:此时U=0。这时实际电流源的端电流I=IS,称为短路电流ISC

③开路:此时I=0。这时实际电流源的端电压称为开路电压UOC

例1.6 计算图1-21所示电路中电流源的端电压U1,5 Ω电阻两端的电压U2和电压源、电流源、电阻的功率P1,P2,P3

解:电阻上的电流、电压选择为关联参考方向,所以

图1-21 例1.6图

电压源的电压、电流为关联参考方向,所以

电流源的电压、电流为非关联参考方向,所以

电阻的电流、电压选择为关联参考方向,所以

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