理想电源

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理想电源包括理想电压源和理想电流源,它们都是具有两个引出理想二端有源电路组件.
一. 理想电压源
一个二端电路组件,若其端电压在任何情况下都能保持为某给定的时间函数us(t),而与通过它的电流无关,则此二端电路组件称为理想电压源.其电路符号如图1(a)所示.图中us*表示电压源所产生的电压数值,"+"、"-"表示Us的极性,即"+"极端的电位高于"-"极端的电位,其端电压为us;i代表通过电压源的电流(称为电压源的端电流),箭头表示电流i的参考方向.其意义是:i>0时,电流i的实际方向与参考方向一致;i<0时,电流i的实际方向与参考方向相反;u代表电压源的端电压, "+"、"-"表示u的参考极性.其意义是:u>0时,"+"极端的实际电位高于"-"极端的实际电位; u<0时,"+"极端的实际电位低于"-"极端的实际电位。i和u均为标量代数量.电压u的参考极性与电流i的参考方向均可以任意规定,这不会影响电压u的实际极性和电流i的实际方向.

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图1 理想电压源及其外特性
电压源的特性是用它的端电压u与端电流i的关系来表征,这种关系称为电压源的伏安关系,也称外特性。若理想电压源的端电压u=us=Us为一常量,则称为直流电压源或恒定电压源,其外特性(伏安关系) 如图1(b)所示。若理想电压源的端电压u=us是时间变量t 的函数(即随时间t而改变),则称为时变电压源,其外特性则如图1(c)所示,其中us(t1), us(t2), us(t3),…,分别表示在 t1,t2,t3,… 时刻的值。可见理想电压源的端电压u只取决于us(即u=us),而与其中电流i的大小和实际方向均无关,电流i的大小和实际方向在us 为给定时,则完全由电压源以外的电路(称为外电路)的工作情况决定。
若将理想电压源的伏安关系用数学方程表示即为理想电源
理想电压源也称无伴电压源,因无电阻与它串联。
二.理想电流源
一个二端电路元件,若其中通过的电流在任何情况下都能保持给定的时间函数is(t),而与它的端电压无关,则此二端电路元件称为理想电流源;其电路符号如图2(a)所示。图中is表示电流源所产生的电流数值,箭头表示is的方向;u表示电流源的端电压,"+"、"-"表示u的参考极性;i表示电流源的端电流,箭头表示i的参考方向。这里参考方向与参考极性的意义均同上。
电流源的特性是用它的端电流i与端电压u的关系来表征,这种关系称为电流源的外特性(伏安关系)。若理想电流源的端电流i=is=Is为一常量,则称为直流电流源或恒定电流源,其外特性如图2(b)所示。若理想电流源的端电流i=is是时间变量t的函数(随时间而改变),则称为时变电流源,其外特性则如图2(c)所示,其中is(t1), is(t2), is(t3), …,分别表示在t1,t2,t3,…时刻的值。可见理想电流源i的端电流只取决于is(即i=is),而与其端电压u的大小和实际正负极性无关,端电压u的大小和实际正负极性,在is为给定时,则完全由电流源以外的电路(外电路)的工作情况决定。若将理想电流源的伏安关系用数学方程表示即为理想电源

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图2 理想电流源及其外特性
理想电流源也称无伴电流源,因无电阻与它并联。
电压源与电流源统称为电源。在电路理论中,电源也称为激励,电源在电路中产生的电压和电流则称为响应。

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