【正文】 約合為 187。 J。 有一功率為 60 W的電燈，每天使用它照明的時間為 4小時，如果平均每月按 30天計算，那么每月消耗的電能為多少度？合為多少 J? 例 116 解： 該電燈平均每月工作時間 t = 4x30 = 120 h， 則 610 710 W =Pt=60x120=7200Wh=h R、 L、 C認(rèn)知； 電路元件伏安特性的繪制。 本節(jié)虛擬實訓(xùn) 數(shù)字萬用表的使用；伏安特性的測量； 本節(jié)實驗 電源 是有源元件中的一種，可以用兩種不同的電路模型來表示。 一種是電壓的形式，稱為 電壓源 ； 一種是電流的形式，稱為 電流源 。 電源 電壓源 電壓源模型 由上圖電路可得 : U = E – IR0 若 R0 = 0 理想電壓源 : U ? E U0=E 電壓源的外特性 I U I RL R0 + E U + – 電壓源是由電動勢 E 和內(nèi)阻 R0 串聯(lián)的電源的電路模型。 OS REI ? 若 R0 RL ， U ? E ， 可近似認(rèn)為是理想電壓源。 理想電壓源 O 電壓源 理想電壓源（恒壓源） 例 1： (2) 輸出電壓是一定值，恒等于電動勢。 對直流電壓，有 U ? E。 (3) 恒壓源中的電流由外電路決定。 特點 : (1) 內(nèi)阻 R0 = 0 I E + _ U + _ 設(shè) E = 10 V，接上 RL 后，恒壓源對外輸出電流。 RL 當(dāng) RL= 1 ? 時， U = 10 V， I = 10A 當(dāng) RL = 10 ? 時， U = 10 V， I = 1A 外特性曲線 I U E O 電壓恒定，電 流隨負(fù)載變化 電流源 0S RUII ??I RL U0=ISR0 電流源的外特性 I U 理想電流源 O IS 電流源是由電流 IS 和內(nèi)阻 R0 并聯(lián)的電源的電路模型。 由上圖電路可得 : 若 R0 = ? 理想電流源 : I ? IS 若 R0 RL ， I ? IS ，可近似認(rèn)為是理想電流源。 電流源 電流源模型 R0 U R0 U IS + － 理想電流源（恒流源 ) 例 1： (2) 輸出電流是一定值，恒等于電流 IS ； (3) 恒流源兩端的電壓 U 由外電路決定。 特點 : (1) 內(nèi)阻 R0 = ? ； 設(shè) IS = 10 A，接上 RL 后，恒流源對外輸出電流。 RL 當(dāng) RL= 1 ? 時， I = 10A ， U = 10 V 當(dāng) RL = 10 ? 時， I = 10A ， U = 100V 外特性曲線 I U IS O I IS U + _ 電流恒定，電壓隨負(fù)載變化。 電壓源與電流源的等效變換 由圖 a： U = E－ IR0 由圖 b： U = ISR0 – IR0 I RL R0 + – E U + – 電壓源 等效變換條件 : E = ISR0 0S REI ?RL R0 U R0 U IS I + – 電流源 ② 等效變換時，兩電源的參考方向要一一對應(yīng)。 ③ 理想電壓源與理想電流源之間無等效關(guān)系。 ① 電壓源和電流源的等效關(guān)系只對外電路而言， 對電源內(nèi)部則是不等效的。 注意事項： 例：當(dāng) RL= ? 時， 電壓源的內(nèi)阻 R0 中不損耗功率， 而電流源的內(nèi)阻 R0 中則損耗功率。 ④ 任何一個電動勢 E 和某個電阻 R 串聯(lián)的電路， 都可化為一個電流為 IS 和這個電阻并聯(lián)的電路。 R0 + – E a b IS R0 a b R0 – + E a b IS R0 a b 例 1: 求下列各電路的等效電源 解 : + – a b U 2? 5V (a) + ? + – a b U 5V (c) + ? a + 2V 5V U + b 2? (c) + ? (b) a U 5A 2? 3? b + ? (a) a + – 5V 3? 2? U + ? a 5A b U 3? (b) + ? 例 2: 試用電壓源與電流源等效變換的方法 計算 2?電阻中的電流。 A1A22228 ?????I解 : – 8V + – 2? 2V + 2? I (d) 2? 由圖 (d)可得 6V 3? + – + – 12V 2A 6? 1? 1? 2? I (a) 2A 3? 1? 2? 2V + – I 2A 6? 1? (b) 4A 2? 2? 2? 2V + – I (c) 例 3： 解： 統(tǒng)一電源形式 試用電壓源與電流源等效變換的方法計算圖示 電路中 1 ?電阻中的電流。 2 ? + + 6V 4V I 2A 3 ? 4 ? 6 ? 1? 2A 3? 6? 2A I 4? 2? 1? 1A I 4? 2? 1? 1A 2? 4A A2A312 2 ????I解： I 4? 2? 1? 1A 2? 4A 1? I 4? 2? 1A 2? 8V + I 4? 1? 1A 4? 2A I 2? 1? 3A 例 3: 電路如圖。 U1＝ 10V， IS＝ 2A， R1＝ 1Ω， R2＝ 2Ω， R3＝ 5 Ω ， R＝ 1 Ω。 (1) 求電阻 R中的電流 I；(2)計算理想電壓源 U1中的電流 IU1和理想電流源 IS兩端的電壓 UIS； (3)分析功率平衡。 解： (1)由電源的性質(zhì)及電源的等效變換可得： A10A110111 ??? RUIA6A2 2102 S1 ????? IIIa I R IS b I1 R1 (c) IR1 I R1 R IS R3 + _ IU1 +_ UIS U R2 +_ U1 a b (a) a I R1 R IS +_ U1 b (b) (2)由圖 (a)可得： A4A4A2S1R －－－ ??? IIIA2A51031R3 ??? RUI理想電壓源中的電流 A6A)4(A2R1R3U1 ??? －－－ III理想電流源兩端的電壓 V10V22V61S2S2IS ????????? IRRIIRUUa I R IS b I1 R1 (c) a I R1 R IS +_ U1 b (b) 各個電阻所消耗的功率分別是： W36=61==22RIP R W16=41== 22111 ）（－RR IRP W8=22== 22S22 IRR W20=25== 22333 RR IRP兩者平衡： (60+20)W=(36+16+8+20)W 80W=80W (3)由計算可知，本例中理想電壓源與理想電流源 都是電源，發(fā)出的功率分別是： W60=610== 111 UU IUP W20=210== SSS IU II 受控電源 獨立電源： 指電壓源的電壓或電流源的電流不受 外電路的控制而獨立存在的電源。 受控源的特點： 當(dāng)控制電壓或電流消失或等于零時， 受控源的電壓或電流也將為零。 受控電源： 指電壓源的電壓或電流源的電流受電路中 其它部分的電流或電壓控制的電源。 對含有受控源的線性電路，可用前幾節(jié)所講的電路分析方法進(jìn)行分析和計算 ，但要考慮受控的特性。 應(yīng)用：用于晶體管電路的分析。 線性受控電源： 指控制量與被控制量之間的控制作 用是線性的電源。 ?U1 + _ U1 U2 I2 I1=0 (a)VCVS + + ? I1 (b)CCVS + _ U1=0 U2 I2 I1 + + 四種理想受控電源的模型 (c) VCCS gU1 U1 U2 I2 I1=0 + + (d) CCCS ? I1 U1=0 U2 I2 I1 + + 電壓控制電壓源 電流控制電壓源 電壓控制電流源 電流控制電流源 例 1： 試求電流 I1 。 解法 1：用支路電流法 對大回路 ： 解得 ： I1 = 1. 4 A 2I1 – I2 +2I1 = 10 2I1 + _ 10V I1 + – 3A 2? 1? I2 a 對結(jié)點 a： I1+I2= – 3 解法 2：用疊加原理 2I139。 + _ 10V I139。 + – 2? 1? 2I1 + _ I1 3A 2? 1? 電壓源作用： 2I139。+ I139。 +2I139。 = 10 I139。 = 2A 電流源作用： 對大回路 ： 2I1 +(3– I1)?1+2I1= 0 I1= – I1 = I139。 +I1= 2 – =1. 4A 本節(jié)實驗 電壓源、電流源及其等效變換； 本節(jié)虛擬實訓(xùn) 電壓源、電流源及其等效變換； 電路的基本狀態(tài) 電路在使用時，可能出現(xiàn)的狀態(tài)有三種，分別為 有載狀態(tài) 、 開路狀態(tài) 、 短路狀態(tài) 。 USabcdR0RLU ULKUSabcdR0RLU UL