电压源及其外特性曲线分析

任何一个电源，都可以用电动势E 和r0 内阻串联来表示。在分析和计算电路时，由电动势E 和内阻r0 串联组成的电源模型，即电压源。通常所说的电压源一般是指理想电压源，其基本特性是其电动势E（或两端电压）保持固定不变或是特定的时间函数e（t），但电压源输出的电流却与外电路有关。当电压源电压为恒定值时，这种电压源称为恒定电压源或直流电压源，用E 表示，如图2.2.1（a）。有时用图2.2.1（b）所示蓄电池的图形符号表示直流电压源，其中长线表示电源“+”端。

图2.2.1　电压源模型

通常实际电源是含有一定内阻r0 的电压源。根据图2.2.1（b）所示电路，可得出：

由于式中E 和r0 均为常数，所以随着I 的增加，内阻r0 上的电压降增大，输出电压U就降低，因此要求电压源的内阻越小越好。如果电源内阻r0=0，电源始终输出恒定电压，即U=E，内阻r0=0 的电压源称做理想电压源。(www.xing528.com)

由此可作出电压源的外特性曲线，如图2.2.2 所示。当电压源开路时，I=0，U=U0=E；当电压源短路时，U=0，，内阻r0 越小，则直线越平（实际电压源的内阻一般很小，所以短路电流将会很大，严重时会烧坏电源，因此实际电源绝不能在短路状态下工作）。当r0=0 时，电压U 恒等于电动势E（是一定值），而其中的电流I 则是任意的，由负载电阻RL 及电压U 本身确定。理想电压源的外特性曲线是与横轴平行的一条直线。

图2.2.2　电压源的外特性曲线