电源的等效变换
第五节-两种电源模型的等效变换(1)
三、两种实际电源模型之间的等效变换
实际电源可用一个理想电压源 US 和一个电阻 R0 串联的电 路模型表示，其输出电压 U 与输出电流 I 之间关系为
U = US R0I
实际电源也可用一个理想电流源 IS 和一个电阻 RS 并联的 电路模型表示，其输出电压 U 与输出电流 I 之间关系为
U = RSIS RSI
如图 3-21 所示： 等效电流源的
电流 IS IS1－IS2 3 A，其等效 内阻为 R R1∥R2 2
(3)求出 R3中的电流
I3
R R3 R
IS 0.5 A
图 3-21 例题 3 -7 的最简等效电路
2012年高考题
本章小结
一、基夫尔霍定律 二、支路电流法 三、叠加定理 四、戴维宁定理 五、两种实际电源模型的等效变换
+
US
+
-
US2 -
b
b
3、两个实际电压源串联，可以用一个 等效的电压源替代，替代的条件是
US = US1 + US2 R0 = R01 + R02
四、等效变换的类型
等效为电流源 1、与恒流源串联的元件不作用，可等效 成该恒流源；
例题：
R IS
IS
+
US-
a
b (a) a b (b)
a
IS b
以各支路电流为未知量，应用基尔霍夫定律列出节点 电流方 程和回路电压方程，解出各支路电流，从而可确定各支路(或各 元件)的电压及功率，这种解决电路问题的方法叫做支路电流法。
对于具有 b 条支路、n 个节点的电路，可列出 (n 1) 个独 立的电流方程和 b (n 1) 个独立的电压方程。
三、叠加定理
电源及电源等效变换法
用电压源、电流源相互等效的方法进行化简； 3、化简结果，包含所求支路在内是一个简单电路； 4、在简单电路中，求未知的电流或电压。
二、等效变换法举例
例 1：
R1
R2
+
+
E1
E2
--
已知：E1=6V，E2=3V
R3
R1=3Ω，R2=3Ω，R3=6Ω
注意事项：
① 电压源和电流源的等效关系只对外电路而言，
对电源内部则是不等效的。
例：当RL= 时，电压源的内阻 R0 中不损耗功率， 而电流源的内阻 R0 中则损耗功率。
② 等效变换时，两电源的参考方向要一一对应。
+
a
E
– R0
IS
b
a–
a
E
R0
+
R0
IS
b
b
a R0
b
③ 理想电压源与理想电流源之间无等效关系。
三、电流源变换成等效的电压源
IS
RS
+
-
US ，
RS
已知： IS、RS ，
解： 令 RS=RS
求：
US
， 、RS
US=IS·RS 即可求得等效的电压源。
注意： US的内部电流流向要和IS的流向相一致。
四、说明
1、等效是对外电路而言，两电源内部并不等效。 2、等效变换时，IS 的方向和 US 的极性要关联。 3、和IS 串联的电阻对负载而言为无效电阻。 4、和US 并联的电阻对负载而言为无效电阻。
+ E1 -
R3 + R2 E2 -
2A
等效代换公式
等效代换公式
等效代换公式一般指的是用于将复杂的系统或公式进行简化或者等效转换的公式。
这些公式在各个学科领域都有广泛的应用，特别是在物理学、工程学、数学等领域。
以物理学的电源等效变换为例，公式如下：
假设某一实际电压源的伏安特性为U = U s − I R s U=U_s-IR_sU=Us−IRs，某一实际电流源的伏安特性为I = I s − U R s ′I=I_s-\frac{U}{R_s'}I=Is−Rs′U。
改变电流源伏安特性的样式，得到U = I s R s ′ − I R s ′U=I_sR_s'-
IR_s'U=Is Rs′−IRs′。
联立两式，即可得R s = R s ′ R_s=R_s'Rs=Rs′，U s
= I s R s U_s=I_sR_sUs=IsRs。
即两个等效电压的内阻相同，电压值与电流值满足欧姆定律。
请注意，该公式仅限于对实际电源成立，对于内阻为零的恒压源与内阻为无穷的恒流源来说无法进行等效替换。
以上内容仅供参考，如需更具体的公式，建议咨询数学、物理等学科教师或查阅相关教材、文献。
电源的等效变换练习题
电源的等效变换练习题电源是电路中不可或缺的组成部分，对于电路的正常运行起着重要的作用。
而了解电源的等效变换对于电子工程师和电路设计者来说同样是非常重要的。
下面我将给大家提供一些关于电源等效变换的练习题，帮助大家更好地理解和掌握这一概念。
练习题一：串、并联电源的等效变换1. 若有两个串联电源，电源1电动势为E1，内阻为r1；电源2电动势为E2，内阻为r2。
请计算串联电源的等效电动势和等效内阻。
答案：等效电动势 E = E1 + E2等效内阻 r = r1 + r22. 若有两个并联电源，电源1电动势为E1，内阻为r1；电源2电动势为E2，内阻为r2。
请计算并联电源的等效电动势和等效内阻。
答案：等效电动势 1/E = 1/E1 + 1/E2等效内阻 1/r = 1/r1 + 1/r2练习题二：电源的降压变换3. 一台电源的电动势为E，内阻为r。
请计算通过一个外阻为R的电路后，电源的电压降和等效内阻。
答案：电压降 V = E * ( R / (R + r) )等效内阻 r' = r * ( R / (R + r) )练习题三：电源的升压变换4. 一台电源的电动势为E，内阻为r。
请计算通过一个外阻为R的电路后，电源的电压升和等效内阻。
答案：电压升 V = E * ( (r + R) / r )等效内阻 r' = r * ( R / (r + R) )练习题四：电源的变压变换5. 若有一台电动势为E1的电源，内阻为r1，通过一个变压比为k 的变压器连接到电阻为r2的电路上。
请计算电路的等效电动势和等效内阻。
答案：等效电动势 E = E1 * k等效内阻 r = (r1 * r2) / (r1 + (k^2 * r2))通过以上练习题的学习，相信大家对于电源的等效变换有了更深入的理解。
电源的等效变换在电路设计中起着至关重要的作用，可以帮助我们更好地分析和计算电路的性能。
希望大家能够将这些知识应用于实际的电路设计中，提高自己的技能和水平。
电源的等效变换
电源的等效变换电源的等效变换电源是指向电路提供能量的设备或部件。
在电路中，不同类型的电源都有不同的输出性质和特点。
在某些情况下，需要将电源的输出进行等效变换，以满足特定的电路需求。
电源的等效变换是指在不改变电源本身的特性和性能的前提下，利用一定的变换方式和电路，将电源的输出电压、电流等参数进行转换的过程。
电源的等效变换通常涉及两种变换方法：电压变换和电流变换。
一、电压变换电压变换是指利用变压器、稳压器等电路，将电源的输出电压进行变换的方法。
根据实际需要，可以将电压升高或降低，并且保持电压的稳定性。
1.变压器变压器是一种利用电磁感应原理将电压进行变换的设备。
通过在输入端和输出端分别绕制导线，使得输入电压在磁环中产生交变磁场，从而在输出端生成相应的交变电压。
变压器一般用于交流电路中。
2.稳压器稳压器是一种能够在电压发生变化时保持输出电压稳定的电路。
常见的稳压器有三极管稳压器、集成电路稳压器等。
二、电流变换电流变换是指通过电阻电路、变流器等手段，将电源的输出电流进行变换的方法。
根据实际需要，可以将电流增大或减小，并保持电流的稳定性。
1.电阻电路电阻电路是一种利用电阻器将电流进行阻抗变换的方法。
通过改变电阻器的阻值就可以实现电流的变换。
2.变流器变流器是一种能够将电源的直流电压变换成交流电压的装置。
变流器一般用于交流电路中。
以上就是电源的等效变换的基本概念和基本方法。
在实际电路设计中，电源的等效变换是必不可少的。
通过合理的变换方法和电路设计，可以使得电路满足特定的需求，从而达到更加理想的系统性能。
电源的等效变换
例 用电源等效变换的方法求图中的I
2Ω
+ 6V3Ω
+ -
4V
I
2A 6Ω 4Ω 1Ω
2Ω
3Ω 2A
+ -
4V
I
2A 6Ω 4Ω 1Ω
2Ω
2A 3Ω
+ -
4V
I
2A 6Ω 4Ω 1Ω
2Ω
4A
+ -
4V
I
2Ω
4Ω 1Ω
4A
+ - 8V-
4V
I
2Ω
4Ω 1Ω
2Ω
+ -
4V
I
4Ω 1Ω
+ -
+ Us-
a
5Ω
b
b
Us = Is × 5 =5V
3、两种特殊情况
与恒压源并联的元件在等效变换中不起作 用,将其断开.
a a
+ US -
I
U
RIs
RL
b
+
US
-
b
U = US I = U / RL
与恒流源串联的元件在等效变换中 不起作用,将其短路.
I
a
Is
R -+
U RL b
a Is
b
I=Is U=I RL
2、注意事项
等效互换是对外电路而言的,内部电路并 不等效.
恒压源与恒流源之间不能等效变换.
变换时注意电源的方向,电流源的流向是 从电压源正极出发.
例 :将图示的电压源变成电流源
+
10V
-
2Ω
I
a
I a
Is 2Ω
b
b
1.5电源及电源等效变换法
+ U _ 1
R1 IS
a + U _ 1
R1 IS I R I1 R1 IS
a
I R
(2)由图(a)可得： (b) b I R1 IS－I 2A－4A －4A
U1 10 I R3 A 2A R3 5 理想电压源中的电流 I U1 I R3－I R1 2A－(－4)A 6A
1
2A 3 + 6V – 6 + 12V – (a) 1 2
解:
I 2A 3 2A
–
1 1 2V
6 (b)
由图(d)可得
– 2 I 4A (c) 2
82 I A 1A 2 2 2
2 2V 2 2 + 8V – (d)
+
+
+ 2 2V 2
I
–
I
试用电压源与电流源等效变换的方法计算图示 例3： 电路中1 电阻中的电流。 2
2 3 + a + a 2 + 2V b + 5V (c) + U b a
+ 5V – (a)
U
b
2
3 5A (b)
U
解:
+
2 + 5V – (a) U a 5A b (b) 3 + U b a
+ + 5V – (c)
U
a
b
1.5.4 电源等效变换法
一、电源等效变换法的解题步骤
（通常画在右边） 1、整理电路，将所求支路画到一边； 2、将所求支路以外的部分， 用电压源、电流源相互等效的方法进行化简； 3、化简结果，包含所求支路在内是一个简单电路；
《电工基础》课件——1.8电源等效变换
电源的等效转换
例题
如图3A所示，已知 US1=12V，R1=3Ω，US2=36V，R2=6Ω，R3=8Ω，求R3中的电流I3
依据电路图我们可以看到两 个电压源模型处于并联状态， 且电压、内电阻不相等，无 法进行等效合并，因此需要 把电压源模型转化成电流源 模型。
电源的等效转换
例题
US1转换后
2Ω
等效电路如图3-c所示
电源的等效转换
例题
此时电路变为R0与R3并联的分流电路， 流经R3的电流为
I3
R0 R0 R3
IS
2
2 8
(2)A
0.4A
电源的等效转换
① 电压控制电压源变换为电流源 等效条件 iS=μu1/Rs, GS=1/RS ② 电流控制电压源变换为电流源 等效条件为 iS=γi1/Rs GS=1/RS
R=R1+R2+R3 U=U1+U2+U3 I=U/R=U/(R1+R2+R3)
电源的等效转换
实际电压源和实际电流源存在一定的等效关系， 此等效是指实际电压源和实际电流源端口的的电 压、电流在转换过程中保持不变。
电源的等效转换
独立电压源的伏安特性为端电压U=US-UR=US-RsI 得到方程1 独立电流源的伏安特性为I=Is-Ir=Is-UGs 得到方程2 改变独立电流源伏安特性的样式，求得U=（Is-Ir）/Gs 得到方程3 当满足外部等效
电源的等效转换
③电压控制电流源变换为电压源 等效条件为 US=δU1/Gs RS=1/GS ④电流控制电流源变换为电压源 等效条件为 iS=γi1/Rs GS=1/RS
电源的等效转换 讨论答疑
叠加定理是否仅适 用于直流电路而不 适用于交流电路的 分析和计算？
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ia
I
s
Us Rs
Ro +
+ u
−US -
b
注意事项：
Rs Rs
Is
URs sRRs Is s
ia
+ Rs u
-
b
•电压源的极性与电流源的方向之间的关系。 •理想电压源与理想电流源之间是不可等效变换的。 •电源模型等效变换的推广：
理想电压源与电阻串联的含源支路可等效为电流源与电阻并联
的含源支路，反之亦然。
i
a+
u -
IS
b
1.4 电路的分析方法
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
例 如图所示电路，求解6V电压源的功率，并判断其
是吸收还是提供功率。
4Ω
6Ω
5Ω
+
+
6V
30Ω 20Ω
40V
--1ຫໍສະໝຸດ Ω解： 利用电源等效变换条件，原图可变换为
4Ω 6Ω
+
6V
30Ω 20Ω 5Ω
8A
-
10Ω
1.4 电路的分析方法
P6V (0.825) (6) 4.95W
1.4 电路的分析方法
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
两个可以直接使用的结论
凡是与电压源并联的元
凡是与电流源串联的元
件，在求其它支路电压、电 件，在求其它支路电压、电
流时不起作用，可视为开路; 流时不起作用，可视为短路。
i
a
+
u b-
+
任意
US -
元件
i
a
+
+
u
US
b-
-
i
a
+ IS u 任意 - 元件
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
解：反复进行电源
等效变换
4Ω 6Ω 4Ω
+
+
6V
30Ω
32V
-
-
10Ω
4Ω 6Ω
+
6V
30Ω 20Ω 5Ω
8A
-
10Ω
4Ω
+
6V
30Ω 20Ω 1.6A
-
I 4Ω 12Ω
+
6V -
+
19.2V -
电压源的电流为 (19.2-6)/(4+12)=0.825 A 因此电压源吸收的功率为
1.4 电路的分析方法
电源的等效变换
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
ai
Rs +
+ u
−US -
RL
b
u = UsRs i
u 电压源 Us
ai
+
Is
Rs u
-
RL
0
b
u i I s Rs u RsIs Rsi
电流源
Is
i
1.4 电路的分析方法
第一章 电路的基本概念、定律与分析方法
等效变换的条件