第 5 节 独立电源
独立电源( independent source )给电路中的其他元件提供电压和电流。实际使用的电源各种各样,例如,发电机、干电池、光电池、信号源等。
一、理想电压源
注意:理想电压源的端电压由自身决定,它可以随着时间的变化而变化,但绝不会随着电流的变化而变化,电流的大小由电压源和外电路共同决定。
理想电压源的功率
在电压、电流非关联参考方向时,放出的功率为
如果 ,说明电压源放出功率;如果 ,说明电压源吸收功率,这实际上是外电路对该电压源充电。
注意:理论上讲,理想电压源在极端情况下可以放出或吸收无穷大的能量。
例 1.5-1 电路如图 1.5-1 所示,试求开关 K 分别拨到 A 点、 B 点、 C 点时,电路中电流 I 。
解:当开关 K 拨到 A 点时,电压源与 1 Ω电阻串联,由欧姆定律得到
当开关 K 拨到 B 点时,电压源与 2 Ω电阻串联,
当开关 K 拨到 C 点时,电路处于开路状态,因此, 。
二、实际电压源
注意:实际电压源的内阻 一般都很小,当电压源两端短路时,产生的短路电流很大,在短时间内就会烧坏电压源,所以实际使用时不允许电压源短路。
理想电压源与实际电压源的关系
实际电压源的内阻 越小,其伏安特性越平坦,实际电压源的特性就越接近理想电压源。
三、理想电流源
注意:理想电流源的电流由自身决定,它可以随着时间的变化而变化,但绝不会随着其两端电压的变化而变化,其端电压的大小由电流源和外电路共同决定。
理想电流源的功率
在电压、电流非关联参考方向时,放出的功率为
如果 ,说明电流源放出功率;如果 ,说明电流源吸收功率,这实际上是外电路对该电压源充电。
例 1.5-2 电路如图 1.5-2 所示,当开关 K 分别拨到 A 、 B 点时,求电流源两端的电压 U 。
解:当开关 K 拨到 A 点时,电流源的电流流过 2 Ω的电阻,所以
当开关 K 拨到 B 点时,电流源的电流流过 5 Ω的电阻,所以
四、实际电流源