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一． 電壓源模塊及其伏安特性 電路圖如圖2-1-1(a)所示，其中us為電壓源的電壓，Rs為它的內電阻（也稱(chēng)電壓源的輸出電阻），u和i分別為其端電壓和端電流，箭頭表示電流的參考方向（注意，對電壓源支路而言，此處u的"+"和"-"極規定與i的參考方向規定為不關(guān)聯(lián)）。 根據圖2-1-1(a)可寫(xiě)出電壓源模型的伏安方程為： u="us"-Rsi (2-1-1) 輸出電流i=0時(shí)稱(chēng)為電壓源端口開(kāi)路，如圖2-1-1(b)。端口開(kāi)路時(shí)的端電壓稱(chēng)為開(kāi)路電壓，用uoc表示。由式（2-1-1）可見(jiàn)有： uoc="us" 端口電壓u=0時(shí)稱(chēng)為電壓源端口短路，如圖2-1-1(c)所示。端口短路時(shí)的電流稱(chēng)為短路電流，用isc表示。由式2-1-1可見(jiàn)有： isc= us/Rs= uoc/Rs (2-1-2) u與i的關(guān)系曲線(xiàn)如圖2-1-1(d)所示。此曲線(xiàn)稱(chēng)為電壓源的伏安特性，也稱(chēng)為外特性�？梢�(jiàn)u隨i的增大而增大。 二．電流源模塊及其伏安特性 電路圖如圖2-1-2(a)所示，其中is為電流源的電流，Rs為它的內電阻（也稱(chēng)電流源的輸出電阻），u和i分別為它的端電壓和端電流，箭頭表示電流i的參考方向。 根據圖2-1-2(a)可寫(xiě)出電流源模型的伏安方程為： i="is"-u/Rs (2-1-3) 端電壓u=0時(shí)稱(chēng)為電流源端口短路，如圖2-1-2(b)所示。由式（2-1-3）可見(jiàn)端口短路電流為： isc = is 輸出電流i=0時(shí)稱(chēng)為電流源端口開(kāi)路，如圖2-1-2(c)所示。由式（2-1-3）可見(jiàn)端口開(kāi)路電壓為： uoc= Rs is= Rs isc (2-1-4) u與i的關(guān)系曲線(xiàn)如圖2-1-2(d)所示。此曲線(xiàn)稱(chēng)為電流源的伏安特性，也稱(chēng)外特性�？梢�(jiàn)歲的增大也是直線(xiàn)減小。 由式（2-1-2）和（2-1-4）都可以得到： Rs= uoc/isc （2-1-5）即電壓源和電流源的內電阻Rs，都可以通過(guò)求端口開(kāi)路電壓uoc和端口短路電流isc，然后根據上式計算求得（注意：當uoc=isc=0 時(shí)，此法即失效）。 三． 兩種電源模型的等效變換 為了電路分析的需要，我們往往需要將電壓源模型與電流源模型進(jìn)行互相變換，當這種互相變換是在保持兩者的外特性（即伏安關(guān)系曲線(xiàn)）完全相同的原則下進(jìn)行時(shí)，則稱(chēng)為等效變換，等效變換后所得到的電路稱(chēng)為等效點(diǎn)路。下面就來(lái)推導她們等效變換的原則與關(guān)系式。 1．電壓源模型等效變換為電流源模型 電壓雅模型如圖2-1-3(a)所示。由式（2-1-1有： i="us"/Rs-u/R=isc-u/Rs (2-1-6) 其中isc= us/Rs為電壓源模型的端口短路電流。根據上式即可畫(huà)出與之對應的等效電路，如圖2-1-3(b)所示�？梢�(jiàn)為一電流源模型，稱(chēng)為電壓源模型的等效電流源模型擬稿�？蓪⑦@種等效變換原則總結為三條：（1）. us與Rs的串聯(lián)組合變?yōu)閕sc與Rs的并聯(lián)組合；（2）.等效電流源模型的電流isc= us/Rs，為電壓源模型的端口短路電流；（3）. isc的方向為從us的"-"指向"+"。 2．電流源模型等效變換為電壓源模型 電流源模型如圖2-1-4(a)所示。由式（2-1-3）： u="Rsis"-Rsi=uoc- Rsi (2-1-7) 其中uoc=Rsis為電流源模型的端口開(kāi)路電壓。根據上式即可畫(huà)出與之對應的等效電路，如圖2-1-4(b)所示�？梢�(jiàn)為一電壓源模型，稱(chēng)為電流源模型的等效電壓源模型擬稿�？蓪⑦@種等效變換原則總結為三條：（1）. is與Rs的并聯(lián)組合變?yōu)閡oc與Rs的串聯(lián)組合；（2）.等效電壓源模型的電壓uoc=Rsis，為電流源模型的端口開(kāi)路電壓；（3）. uoc的極性為從"-"到"+"與is方向一致。 需要指出三點(diǎn)：（1）.電源模型的等效變換只是對外電路等效，對電源模型內部是不等效的；（2）.理想電壓源與理想電流源不能互相等效變換，即理想電壓源不存在與之對應的等效電流源，理想電流源也不存在與之對應的等效電壓源。因為對理想電壓源（Rs=0）而言，其端口短路電流(isc=∞)。 |
