电流源串联技术分析与应用

电流源只有在满足电流值相等、连接方向一致的条件下才允许串联，否则违背KCL。

例如，图1.57（a）为两个电流值相等的电流源串联电路，对a、b 端外接电路可以等效为一个电流源IS，如图1.57（b）所示。

图1.57　等值电流源串联等效电路

【例1.15】 电路如图1.58 所示，已知电流源 IS=2 A，电压源US=8 V，电阻R=3Ω，R1=10Ω，试求：

（1）a、b 电路中的电压U、U1。

图1.58　例1.15图

（2）元件上的功率，并说明元件是电源还是负载。

分析：

（1）图1.58（a）为电流源与电阻构成串联回路，流过电阻中的电流为2A。

（2）图1.58（b）为电流源、电压源与电阻构成串联回路，即电压源和电阻中的电流为2 A。

解 （1）求a、b 电路中电压U、U1。

图1.58（a）中

解图1.58（b）中

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（2）元件上的功率，并说明元件是电源还是负载。

图1.58（a）中

电流源提供功率：

电阻消耗总功率：

解图1.58（b）中

电流源提供功率：

电压源提供功率：

电阻消耗功率：

结论：串联电路中，各元件（如电阻、电压源）中的电流相等。如果串联支路中含有电流源，则串联支路的电流大小及方向由电流源决定。例如a、b 串联电路中电流大小及方向都是由电流源IS决定的，与所串联的元件和电气参数无关。即理想电流源IS与任何二端网络N或任何元件（如果是理想电流源元件，应不违背KCL）串联[见图1.59（a）]，对a、b 端外接电路可用一个理想电流源IS等效替代[如图1.59（b）]。

图1.59　二端网络N 与电流源的串联等效电路