電壓源和電流源在解題中的靈活使用

2019-11-03 10:00:41

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

周正梅

江西電力職業技術學院，江西南昌　330032

　　摘　要：通過例題介紹電壓源和電流源特性的靈活使用。

　　關鍵詞：電壓源；電流源；解題；使用

　　不少學生反映《電路》難學。其實學好《電路》不難，關鍵在于正確理解各種電路元件的定義和其性質以及各定理的內容，還要靈活使用，要多練多做。下面介紹電壓源和電流源的靈活使用方法。

　　1　電壓源和電流源的概念

　　電壓源是一個理想的二端元件，它的電壓為一定的時間函數，與通過它的電流無關；它的電流（以及功率）由與之相連的外部電路決定。

　　電流源也是一個理想的二端元件，它的電流為一的時間函數，與通過它的電壓無關；它的電壓（以及功率）由與之相連的外部電路決定。

　　根據上述定義，將電壓源和電流源的性質列成下表：

　　由上表可知，電壓源給定后，它的電壓就不變而電流源一經給定，其電流就不變，這一點在解題時要特別注意。具體應用將在下面例題中介紹。

　　2　例題

　　介紹例題前，先了解一下等效變換的概念。兩個二端網絡，若它們的伏安特性完全相同，則對任一外電路而言，它們都具有完全相同的影響，我們就說這兩個二端網絡是等效的。依此可將一個復雜的二端網絡用一個簡單的二端網絡替代，從而達到簡化計算的目的，這種替代稱為等效變換。

　　解　對圖1進行分析：可知電壓源和電流源并聯，由并聯的性質和電壓源的特征（電壓源的電壓恒定，電流任意的），得CB兩端電壓恒定為4V，電路可簡化成圖2；根據串聯的性質圖2可簡化成圖3。

　　例2　試將圖中電路簡化。

　　解　對圖4進行分析：可知電壓源和電流源串聯，根據串聯的性質和電流源的特征（電流源的電流恒定，電壓任意的），因此ACB線路上的電流恒定為2A，電路可簡化為圖5；根據并聯的性質和電壓源的特征圖5可簡化為圖6。下面再來看一個例子。例3　電路如圖7所示，求電流I＝？

　　解　我們先來分析以上電路。依題意，要求出圖7中AB支路的電流，而AB支路左右兩端電路為兩個二端網絡，見圖7虛框，如能化簡這兩個二端網絡，計算就可大大簡化。

　　從圖8左邊二端網絡可看出，48V電壓源和9A電流源串聯，再和6V電壓源并聯，從例2分析可知，此二端網絡可等效成一個6V的電壓源，如圖9。

　　再分析右邊二端網絡，若改變一下畫法，如圖10，很明顯這個電路BC兩端電壓恒定為12V，所有電阻都不會影響BC兩端電壓，只影響其端電流。因此，該網絡就可用一個電壓為12V的電壓源來等效。圖10電路就等效成圖11。

　　從上分析，圖7就可化簡成圖12，這樣我們很快就可算出電流I，即

　　從這個例題可以看出，如理解了電壓源和電流源，并能靈活地使用，看似很復雜的題目經過變換，就成了一個簡單的電路，很快就能算出結果。

　　3　小結

　　通過對上面例題的分析，便可總結出以下規律：

　?。?）如遇到一個二端網絡和電壓源并聯，只要不求二端網絡各支路電壓和電流及電壓源的電流，該并聯電路就可用一個電壓源來等效，等效電壓源的電壓就是并聯電路電壓源的電壓，雖然兩個電壓源看似一樣，但實際上已發生了變化，即兩個電壓源的電流不相同，其功率也不同。電路如圖13、14，這個二端網絡可以是一個簡單的電路（含一條支路），也可以是一個復雜的電路。

　　（2）如遇到一個二端網絡和電流源串聯，只要不求二端網絡的電壓和電流及電流源的電壓，就可將該串聯電路等效成一個電流源，其電流源的電流為串聯電流源的電流，如圖15、16。等效電流源的電壓和功率與串聯電流源的也不相同，這個二端網絡也可簡單也可復雜。

　　注意：等效電壓源的電壓和等效電流源的電流應與原電壓源和電流源的相同（大小和方向）。

　　總之，拿到一個電路題，不要盲目地去求解，要先看看電路是否能化簡，如能化簡，一般先化簡，這樣不但能簡化計算，而且不容易出錯。

　　參考文獻

　　［1］邱關源．電路［M］．北京：高等教育出版社，1995．

　　［2］劉平陵，蔡國昌，趙世森．電路解題指導及研究生試題選解［M］．湖南：湖南大學出版社，1997．

　　
摘自《江西電力職業技術學院學報》

上一篇：基站電源中同步電路的設計方法

下一篇：UPS電池的智能管理