电源等效变换原理及说明

一个电源可以用两种不同的电路模型来表示：一种是用电压的形式来表示，称为电压源；另一种是用电流的形式来表示，称为电流源。

1.电压源

电源电压U恒等于电动势E，是一定值，而其中的电流I是任意的，由负载电阻RL及电源电压U本身确定，这样的电源称为理想电压源或者是恒压源。

输出电压与输出电流的关系如图271所示。

电压源的特点是端电压始终恒定，等于直流电压，输出电流是任意的，即随负载（外电路）的改变而改变。

图271　电压源外特性

图272　电流源外特性

2.电流源

电源电流I恒等于电流IS，是一定值，而其两端的电压U则是任意的，由负载电阻RL以及电流IS本身确定。这样的电源称为理想电流源或者是恒流源。(www.xing528.com)

图273　任意端口电源的转换形式

电流源的外特性如图272所示。

电流源的特点是输出电流恒定不变；端电压是任意的，即随负载不同而不同。

3.电压源和电流源的转换

一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源US与一个电阻R0相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源IS与一电阻的导数G0相并联的组合来表示，如图273所示。

如果这两种电源能向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。一个电压源与一个电流源等效变换的条件为：IS=US/R0，G0=1/R0或US=ISR0，R0=1/G0，如图274所示。

图274　电压源和电流源相互转换关系图