两种实际电源模型分析

1.实际电流源

理想电流源简称电流源，是一种理想二端元件：电流源向外输出定值电流I_s或一定的时间函数i_s，而与它的端电压无关，在电路图中的符号如图2-20所示。

理想电流源实际上是不存在的，由于内阻的存在，电流源的电流不可能全部输出，有一部分将在内部分流。

实际电流源可以用一个电流源I_S与一个内阻R_i并联的电路模型来表示，又称并联模型，如图2-21a所示，此时实际直流电流源的输出电流为

实际直流电流源的伏安特性曲线如图2-21b所示。

图2-20 电流源

a）电流源符号 b）直流电流源的伏安特性

图2-21 实际电流源

a）并联模型 b）实际电流源伏安特性

从公式和曲线可以看出，实际电流源的端电压U随着电流I的增加而下降；内阻R_i越大，分流越小，曲线越陡峭，越接近恒流源的情况。晶体管稳流电源及光电池等器件在一定范围内可近似看做恒流源。

实际电流源使用时不允许处于开路状态。因为开路时，电流源与内阻形成闭合回路，电能全部消耗在内阻上，由于内阻很小，因而电流很大，电流源对负载没有能量输出。

2.实际电压源

理想电压源简称电压源，是一种理想二端元件：电压源两端电压是一个定值U_s或是一定的时间函数u_s，与流过它的电流无关。在电路图中的符号如图2-22a所示。(www.xing528.com)

如果电压源的电压是定值U_s，则称之为直流电压源，图2-22b所示为直流电压源的伏安特性。

图2-22 电压源

a）电压源符号 b）直流电压源的伏安特性

理想电压源实际上是不存在的，电源内部总是存在一定的电阻，称之为内阻，用R_s表示。以电池为例，当电池两端接上负载并有电流流过时，内阻就会有能量损耗，且电流越大，损耗越大，输出端电压越低，因此，电池不具有恒压输出的特性。

实际电压源可以用一个电压源U_s与一个内阻R_s串联的电路模型来表示，又称串联模型，如图2-23a所示。

图2-23 实际电压源

a）实际电压源模型 b）伏安特性曲线

实际电压源的伏安特性为

U_ab=U_s-IR_s （2-16）

其伏安特性曲线如图2-23b所示。从公式和曲线可以看出，电压源的端电压U_ab随着电流I的增加而下降；内阻R_s越小，分压越小，曲线越平直，越接近恒压源的情况。工程中常见的稳压电源及大型电网的输出电压基本不随外电路变化，在一定范围内可近似看做恒压源。

实际电压源使用时不允许短路；不使用时应开路放置，因电流为零，不消耗电压源的电能。