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源转换

源转换方法是将独立的电流源转换为独立的电压源,将独立的电压源转换为独立的电流源,从而对复杂的电路进行简化。为了分析这些电路,我们可以利用这些变换应用一种简单的分压和分流技术。这种源转换方法也可用于将电路从特维宁等效转换为诺顿等效。让我们简要地了解一下这些源转换方法。

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实际电压源

理想的电压源是指提供终端电压的装置,它不依赖于流过它的电流。但这种理想的来源在实际中是不存在的。假设电池在无负载连接或无电流流过时产生12V的电压,那么当有负载电流流过时,电池产生低于12V的电压。这些电压源称为实际电压源。然而,只要来自负载的小功率或电流,这些实际的电源就代表理想的电压源。

实际电压源的V-I特性

实际电压源的V-I特性

因此,器件(实际电压源)的真实模型是由一个具有串联电阻的理想电压源得到的。这个串联电阻器类似于电流流过器件时的压降。串联电阻称为电压源的内阻。这并不意味着我们可以在每一个实际的源设备中找到这样的安排,而只是表示由于负载电流的增加而使终端电压降低。

实用的内阻电压源与电源串联

实用内阻电压源

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实际电流源

与理想电压源类似,理想电流源也永远不存在,因为没有设备或源可以提供与连接负载电阻或负载端子间的电压无关的恒定电流。而当负载电压较小时,实际电流源的负载电流与来自理想电流源的负载电流相等。因此,从与电阻(或内阻)并联的理想电流源得到真实模型或实际电流源。这类似于,实际电流源的电流随着负载电压的变化(或负载电阻的变化)而变化。

实际电流源

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源转换的概念

考虑具有RL负载电阻的实际电压源和电流源。让我们看看负载时电阻变化时电路的表现。

  • 在实际电压源电路中,如果负载电阻RL = 0,则负载充当短路,因此短路电流流过负载。所以VL是0 (VL = IL * RL) IL是

IL = Vs / Rs

  • 同样,在实际的电流源电路中,RL=0时,负载也表现为短路,因为负载倾向于电流通过无电阻路径。负载电流等于源电流is,源电流is等于实际电压源电路中的Vs/Rs值。

因此,当RL = 0时Is = Vs/Rs ............(1)

  • 如果负载电阻RL为无穷大,两路均为开路。因此,两路负载电流均为零。在实际电流源电路中,通过电阻Rint的压降为is *Rint

Vint = Is * Rint

  • 在实际的电压源电路中,通过r的电压等于v, v等于实际电流源电路的is * Rint。

和= *无线电侦察当RL无穷 ..................( 2)

因此从方程1和2,我们得到

Vs = Rs * Is

Vs = Rint * Is

通过观察上述两个方程,如果两个源的内阻相同,则这两个源是电等效的。这两个源是等效的,当连接到相同的负载电阻时,它们可以产生相同的IL值和VL值。因此,这两个等效源分别在零负载电阻和无穷大电阻时,可以产生相同的短路电流和开路电压值。因此,通过交换内部电阻,我们可以将它们的特性从电流源转换为电压源,反之亦然。

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电压源到电流源的转换

根据上述讨论,如图所示,通过将串联电阻转换为并联电阻,可以将电压源转换为或转换为电流源。

4.电压源到电流源的转换

步骤:

  • 找出电压源的内阻,使这个电阻与电流源并联。
  • 应用欧姆定律确定电流源提供的电流流量。

在上图中,将电阻为Rs的电压源变换为并联电阻为Rs的等效电流源,应用简单欧姆定律得到该电流值为

是= Vs / Rs。

例子:

考虑电压为20伏,内阻为5欧姆的低压源电路。该电路通过放置与电流源相同值的电阻器转换为电流源。这个电流源值可以由,

= Vs / Rs

= 20/5

= 4安培

电流为4A,并联电阻为5欧姆的等效电流源如下图所示。

5.转换电压源到电流源的例子

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电流源到电压源的转换

通过串联交换并联电阻而转换成电压源的电流源。让我们看看它是如何工作的。

步骤:

  • 找出恒流源的并联电阻,并将其与电压源串联。
  • 应用欧姆定律确定电压源的开路电压值。

电流源到电压源的转换

在上图中,将电阻Rs与电压源串联,将电流源转换为电压源,计算电压源的值为:

Vs = Is *Rs

例子:

考虑以下电流源转换的例子,其中电流源为10A,并联电阻为3欧姆。应用简单欧姆定律计算电压源的电压值,则:

Vs = Is * Rs

Vs = 10 * 3

= 30伏特。

因此,这种变换的等效电压源由一个30v电压源和一个串联电阻3欧姆组成。

7.电流源转换为电压源的例子

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源转换的例子

  • 考虑下面的例子,我们必须通过应用源变换来找到电压Vo。这个电路由电流源和电压源组成。让我们看看如何应用源变换来简化下面的电路。

步骤1

  • 在电路中有两个区域我们可以应用源转换,因为电流源有一个并联电阻和电压源有一个串联电阻,如图所示。因此,这些配置是应用源转换的必要要求。

步骤2

  • 首先,考虑并联电阻为4欧姆的电流源。该电流源可通过4欧姆串联转换为电压源,电压源值确定为

Vs = Is * R

= 3 * 4

= 12伏特

考虑电流向下的方向,所以电压源中的电压端子也会发生如图所示的变化。

步骤3

  • 将上述电压源与串联电阻放在电路中,然后我们得到下图。

步骤4

  • 4欧姆和2欧姆的电阻串联,因此总串联电阻将是6欧姆如下图所示。

步骤5

  • 同样,12V的电压源与6欧姆的串联电阻可以转换成电流源。因此,考虑对其进行转换。

步骤6

  • 这种带有6欧姆电阻组合的12V电压源可以通过将6欧姆电阻与一个电流源并联放置而转换为电流源。而电流源的电流值可确定为

是= Vs / R

= 12/6

= 2安培

电流的流向如下图所示。

步骤7

  • 将上述电流源插入主电路,则得到

步骤8

  • 在右边,有一个电压源和一个3欧姆的电阻,所以它可以转换成一个电流源,通过放置一个3欧姆的电阻和一个电流源并联,这个电流源的值计算为

= Vs / Rs

= 12 / 3

= 4安培

电流源的电流方向如图所示。

步骤9

  • 将上述电流源插入简化电路中,得到最终的电路为

第十步

从上述简化电路来看,电流源似乎是彼此相对的。通过电路的节点电流将是

等于I1 - I2

= 4 - 2

= 2安培

应用分压器规则,通过电阻8欧姆的电流为

if ((1/Ro) + (1/R1) + (1/R2)) = (1/ r) / (1/ r)

(1/8) + (1/6) + (1/3)

= 0.4安培

因此,电阻上8欧姆的电压是

Vo = Io * Ro

= 0.4 * 8

= 3.2伏

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一个回应

  1. 有趣,但我得出正确答案的方式不同。

    在得到三个并联电阻之后,我把它们变成6inv+3inv+8inv然后逆变。这个电阻乘以电流2。我不明白你列出的现行分割规则。

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