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1.1.4 电压源与电流源
1.电压源
(1)理想电压源
理想电压源是一种从实际中抽象出来的理想元件,简称电压源。它在电路中的图形符号如图1-23所示,其中US为电压源的源电压,+、-表示其参考方向。
在t时刻,理想电压源在u-i平面的特性(又称伏安特性)是一条平行于i轴的直线,它与u轴的交点为此时的uS值,如图1-24所示。如果uS是与时间t无关的常数,即uS=US为定值,则称该理想电压源为直流恒压源。
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图1-23 电压源
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/25_05.jpg?sign=1739318891-bCthDxg1WQNjPPlw1orZUgEL8bZ16VwR-0-fc6ba2568acf70493ad39c60bf24762b)
图1-24 直流电压源伏安特性曲线
理想电压源具有如下两个特点:
1)理想电压源的端电压始终保持恒定值U,或为给定的时间函数US,而与通过它的电流无关。
2)流过理想电压源的电流取决于它所连接的外电路,电流的大小和方向都由外电路决定,根据电流方向的不同,电压源可以对外电路提供能量,也可以从外电路吸收能量。
(2)实际电压源
实际电压源种类较多,如图1-25所示,它们都能给电路输出稳定的电压。
实际电压源都是有内阻的,可以用一个理想电压源和一个电阻相串联的模型来代替,如图1-26所示。这种实际电压源的伏安关系式为
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/25_06.jpg?sign=1739318891-f1blRzQufrG27X8pQYNAyzAvsnCCWxr3-0-e69880fee161157c1389745c72a4ee0f)
图1-27为实际电压源的伏安特性曲线。其中,实际电压源的开路电压UOC=US,短路电流ISC=US/R0。若实际电压源的内阻R0和负载电阻RL相比较,RL>>R0时,可将电压源视作理想电压源。
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图1-25 实际电压源
a)干电池 b)蓄电池 c)直流稳压电源
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图1-26 实际电压源模型
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/26_03.jpg?sign=1739318891-B3ibEqVfGIkobS4x1Ks8EbrD2iibSYbK-0-8b4a6f81c3b856706dc3d359fd3285b1)
图1-27 实际电压源的伏安特性曲线
2.电流源
(1)理想电流源
理想电流源也是一种从实际中抽象出来的理想元件,简称电流源。它在电路中的图形符号如图1-28所示,其中IS和iS为电流源的源电流,箭头表示其参考方向。
在t时刻,理想电流源在u-i平面的特性(又称伏安特性)是一条平行于u轴的直线,它与i轴的交点即为此时的iS值,如图1-29所示。如果iS是与时间t无关的常数,即iS=IS为定值,则称该理想电流源为直流恒流源。
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/26_04.jpg?sign=1739318891-yNQXhkJ45fL2trMIq3djKsCwcFoMebkX-0-069aba2565d75c18ef7c28d3e2933a1a)
图1-28 电流源
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/26_05.jpg?sign=1739318891-gT9hf5VonodiB16qyNONOGDAtiVsr03C-0-ba98b8fe233c95b5b7d25d06bd11d618)
图1-29 直流电流源伏安特性曲线
理想电流源具有如下两个特点:
1)理想电流源输出的电流始终保持恒定值IS,或为给定的时间函数iS,而与加在它上面的电压无关。
2)理想电流源两端的电压取决于它所连接的外电路,电压的大小和方向都由外电路决定,根据电压的方向不同,电流源可以对外电路提供能量,也可以从外电路吸收能量。
(2)实际电流源
实际电流源种类较多,如图1-30所示,它们都能给电路输出稳定的电流。
实际电流源也是有内阻的,可以用一个理想电流源和一个电阻(或内导)相并联的模型来代替,如图1-31所示。这种实际电流源的伏安关系式为
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/27_02.jpg?sign=1739318891-XdgxKEyMJnpsd7HcUFMTCDFAMMAa3gha-0-a7a0b545fcf7ae574df8ab3064cfd2f2)
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/27_03.jpg?sign=1739318891-gJyHGNy8uxd9cUnL96STIWf1fVonLS8g-0-d2d156a195e72d04707938741456694a)
图1-30 实际电流源
a)光电池 b)稳流电源
图1-32为实际电流源的伏安特性曲线,其中,实际电流源的开路电压UOC=,短路电流ISC=IS。若实际电流源的内阻R0和负载电阻RL相比较,R0≫RL时,可将电流源视作理想电流源。
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/27_05.jpg?sign=1739318891-XqXnmFtMIuZY4M7ghEgk36pKBp4peLvn-0-a42f3a5de719c725c16fa98e2bb792a5)
图1-31 实际电流源模型
![](https://epubservercos.yuewen.com/781044/27087583904957406/epubprivate/OEBPS/Images/27_06.jpg?sign=1739318891-ZpjQKWklQU0hFVPJIZKHDcbvfGfQkDOF-0-15c963c90e5041ca3af857451ecd06a6)
图1-32 实际电流源的伏安特性曲线