獨立電壓源

獨立電壓源

獨立電壓源是從實際電源抽象出來的一種模型。

如果一個二端元件的電流無論為何值,其電壓保持常量US或按給定的時間函數uS(t)變化,則此二端元件稱為獨立電壓源,簡稱為電壓源。

常見的為獨立電壓源和獨立電流源。習慣上如不特別指出“獨立”兩字可以省略。

術語簡介


電路分析中,電源一般都是作為已知條件給出的。而電源就其工作特性來說又可分獨立電源和受控電源。
獨立電壓源
獨立電壓源
獨立電壓源
獨立電壓源
如果一個二端元件的電流無論為何值,其電壓保持常量或按給定的時間函數變化,則此二端元件稱為獨立電壓源,簡稱為電壓源。電壓源的符號如圖所示,圖中“+”,“-”號表示電壓源電壓的參考極性。
獨立電壓源符號與VCR曲線
獨立電壓源符號與VCR曲線
電壓保持常量的電壓源,稱為恆定電壓源或直流電壓源。電壓隨時間變化的電壓源,稱為時變電壓源。電壓隨時間周期性變化且平均值為零的時變電壓源,稱為交流電壓源。
電壓源的電壓與電流採用關聯參考方向時,其吸收功率為
當,即電壓源工作在平面的一、三象限時,電壓源實際吸收功率。
當,即電壓源工作在 平面的二、四象限時,電壓源實際發出功率。
也就是說,隨著電壓源工作狀態的不同,它既可發出功率,也可吸收功率。
獨立電壓源的特點是其端電壓由其特性確定,與電壓源在電路中的位置無關。
獨立電壓源的電流則與其連接的外電路有關。由其電壓和外電路共同確定。

特點簡介


獨立電壓源有兩個特點:
(1)端電壓固定不變或是時間t的函數,與外電路無關。
(2)通過理想電壓源的電流取決於它所聯結的外電路。
實際電壓源,其端電壓隨電流的變化而變化,因為它有內阻。
獨立電壓源
獨立電壓源
獨立電壓源實際方向:
電流從電壓源的低電位流向高電位,外力克服電場力移到正電荷做功;電壓源發出功率起電源作用。
反之,吸收功率,起負載作用。如給蓄電池充電時,它就成為一個負載。

應用簡介


由於內阻等多方面的原因,理想電壓源在真實世界是不存在的,但這樣一個模型對於電路分析是十分有價值的。實際上,如果一個電壓源在電流變化時,電壓的波動不明顯,我們通常就假定它是一個理想電壓源。
獨立電壓源
獨立電壓源
電壓源就是給定的電壓,隨著你的負載增大,電流增大,理想狀態下電壓不變,實際會在傳送路徑上消耗,你的負載增大,消耗增多。
電壓源的內阻相對負載阻抗很小,負載阻抗波動不會改變電壓高低。在電壓源迴路中串聯電阻才有意義,並聯在電壓源的電阻因為它不能改變負載的電流,也不能改變負載上的電壓,這個電阻在原理圖上是多餘的,應刪去。負載阻抗只有串聯在電壓源迴路中才有意義,與內阻是分壓關係。

有關定理


替代定理

用獨立電源替代電路中某個二端元件的定理。
當一個二端元件和一個有源網路相連時,則在此確定的工作狀態下,可以用一個獨立電壓源或獨立電流源來代替這個二端元件,而不影響有源網路中的電壓和電流;此獨立電壓源或電流源的數值和方向與這二端元件上的電壓和電流的數值和方向分別相同。

疊加定理

描述線性系統或線性電路中響應和激勵呈線性關係的定理。
設有兩個或兩個以上的激勵同時作用於線性系統或線性電路,則響應等於諸激勵分別作用下的諸響應之和。這便是疊加定理的具體內容。