电源等效变换?

核心提示所谓“等效”,是指在保持电路的效果不变的情况下,为简化电路分析,将复杂的电路或概念用简单电路或已知概念来代替或转化,这种物理思想或分析方法称为“等效”变换。 “等效”概念只是应用于电路的理论分析中,是电工教学中的一个概念,与真实电路中的“替

所谓“等效”,是指在保持电路的效果不变的情况下,为简化电路分析,将复杂的电路或概念用简单电路或已知概念来代替或转化,这种物理思想或分析方法称为“等效”变换。

“等效”概念只是应用于电路的理论分析中,是电工教学中的一个概念,与真实电路中的“替换”概念不同,即“等效”仅是应用于理论假设中,不是真实电路中的“替换”。

电源有两端,这两个端点可以告诉外界的电学值有:

1 两端的电势差U。

2 从一个端点流入从另一个端点流出的电流大小I(流入电流必须等于流出电流,这是研究电路问题的基本前提,否则电路局部会累积电荷)。

对外界而言,电源就是个黑盒子,我们只关心电源两端电势差与通过电源的电流大小之间的关系,这一关系就描述了电源的所有性质。如果两个电源有相同的U、I函数关系,那么就可以认为这两个电源相同。

电压源可以视为一个提供固定电压差的东西与一个电阻串联,电阻上分掉一部分电压。

在任何一个 闭合回路中,各元件上的电压降的代数和等于电动势的代数和,即从一点出发绕回路一周回到该点时,各段电压的代数和恒等于零。

电源等效变换的条件是端口特性相同,也就是说不论电源接到任何电路中,变换前后对外产生的电势和电流都相同。实际电压源的内阻与实际电流源的内阻在数值上相等。有两种电源模型的等效变换,对其端口以外的电路而言是等效的,但不是用于待求量在其端口内部的情况,即“对外等效、对内不等效”。

电压源和电流源如何等效?

一般称为“戴维南定理”。就是把要计算的元件或支路看做负载,将负载从电路中中断开后,电路剩余的部分可以看做一个含有内阻的电压源,即一个电动势E和内阻r的串联形式。其中,等效电源电动势就是负载断开后的端口开路电压E=Uoc(Open Circuit——开路),等效内阻r=Req就是负载断开,再将内部的独立电源置零(电压源短路、电流源开路),此时端口的等效电阻就是Req。

对于一般只含阻抗(电阻)的电路,采用串并联方式的等效计算即可得到Req;如果网络内部含有受控源,一般采用端口加电压U0、计算流入端口电流I0的方法,得到:Req=U0/I0。

戴维南定理,将电路的负载从电路中断开,使得电路得到了简化,方便了电路的分析计算。

由于将一个复杂电路等效为含有内阻的电压源形式,相当于一个“发电机”,因此又称为“发电机原理”。

把电压源等效到电流源,通俗的讲就是通过开路的两个端点看也可以是电流源、也可以是电压源,只要在端点处体现出的电源特征--等效电流或电压、内阻一样就视同等效。

扩展资料

电压源,即理想电压源,是从实际电源抽象出来的一种模型,在其两端总能保持一定的电压而不论流过的电流为多少。电压源具有两个基本的性质:第一,它的端电压定值U或是一定的时间函数U(t)与流过的电流无关。第二,电压源自身电压是确定的,而流过它的电流是任意的。

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,但这样一个模型对于电路分析是十分有价值的。实际上,如果一个电压源在电流变化时,电压的波动不明显,我们通常就假定它是一个理想电压源。

电压源就是给定的电压,随着你的负载电阻增大,电流减小,理想状态下电压不变,但实际上电压会在传送路径上消耗,你的负载增大,路径上消耗减少。

电压源的内阻相对负载阻抗很小,负载阻抗波动不会改变电压高低。在电压源回路中串联电阻才有意义,并联在电压源的电阻因为它不能改变负载的电流,也不能改变负载上的电压,这个电阻在原理图上是多余的,应删去。负载阻抗只有串联在电压源回路中才有意义,与内阻是分压关系。

电压源是一个理想元件,因为它能为外电路提供一定的能量,所以又叫有源元件。

参考资料

电压源-

 
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