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[電路]7-實際電源模型和等效變換

2022-05-14 03:36:59城南以南95

[電路]系列文章目錄

1-發出功率和吸收功率關系
2-獨立源和受控源
3-基爾霍夫定律
4-兩端電路等效變換、電阻串並聯
5-電壓源、電流源的串聯和並聯
6-電阻的星形連接和角形連接等效變換(星角變換)
7-實際電源模型和等效變換



一、實際電源模型

同理想電源相比,實際電源有內阻存在。

1.實際電壓源模型

如圖,實際電壓源模型采用電壓源和內阻串聯的形式,好的電壓源要求內阻趨近於 0,伏安特性為:
u = u s − R s i u = u_s - R_s i u=usRsi實際電壓源模型
注意:

  • 實際電壓源開路,內阻 R s R_s Rs上無電流;
  • 實際電壓源短路,內阻 R s R_s Rs上有電流,因為內阻極其小,會導致電流很大,造成電源燒毀

2.實際電流源模型

如圖,實際電流源模型采用電流源和內阻並聯的形式,好的電流源要求內阻趨近於無窮,伏安特性為:
i = i s − u R s i = i_s - \frac {u}{R_s} i=isRsu實際電流源模型
注意:

  • 實際電流源開路,內阻 R s R_s Rs上有電流,因為內阻無窮大,會導致電壓很大,造成電源燒毀;
  • 實際電流源短路,內阻 R s R_s Rs上無電流

二、等效變換

實際電壓源和實際電流源可以等效變換,即對外電路等效變換。除了獨立源可以等效變換外,受控源同樣可以進行等效變換操作。
根據上述兩個公式,等效變換的條件為,端口電壓和電流相等。

1.獨立源等效變換

(1)電壓源變換為電流源
電壓源變換為電流源
i S = u S R S ,    G S = 1 R S i_S = \frac {u_S}{R_S},\ \ G_S = \frac {1}{R_S} iS=RSuS,  GS=RS1

(2)電流源變換為電壓源
電流源變換為電壓源
u S = i S G S ,    R S = 1 G S u_S = \frac {i_S}{G_S},\ \ R_S = \frac {1}{G_S} uS=GSiS,  RS=GS1

2.受控源等效變換

(1)壓控電壓源變換為電流源
壓控電壓源變換為電流源
i S = μ R S u 1 ,    G S = 1 R S i_S = \frac {\mu }{R_S}u_1,\ \ G_S = \frac {1}{R_S} iS=RSμu1,  GS=RS1

(2)流控電壓源變換為電流源
流控電壓源變換為電流源
i S = r R S i 1 ,    G S = 1 R S i_S = \frac {r }{R_S}i_1,\ \ G_S = \frac {1}{R_S} iS=RSri1,  GS=RS1
(3)壓控電流源變換為電壓源
壓控電流源變換為電壓源
u S = g G S u 1 ,    R S = 1 G S u_S = \frac {g}{G_S}u_1,\ \ R_S = \frac {1}{G_S} uS=GSgu1,  RS=GS1
(4)流控電流源變換為電壓源
流控電流源變換為電壓源
u S = β G S i 1 ,    R S = 1 G S u_S = \frac {\beta}{G_S}i_1,\ \ R_S = \frac {1}{G_S} uS=GSβi1,  RS=GS1



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