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独立电源

  • 电源和信号源:电路的实际作用是传输能量或者转换信号。能量的来源称为能量源,将信号的来源称为信号源。在电路分析中,将信号源和能量源统称为电源

    • 电源可以分为电压源和电流源,实验室中的稳压稳流电源工作在稳压模式的时候是电压源,工作在稳流模式的时候是电流源
  • 实际电源与理想电源(独立电源):下图中,红色曲线为实际电源的i-u平面特性曲线。可以看到,当电流超过某个特定值时,电压会陡降,该电流值即为该电压源的最大工作电流。独立电源是电分这门课对实际电源的一种理想化抽象,其特性曲线如图中绿色横线所示

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    • 独立电源可以对外提供无穷大的能量
    • 独立电源电压或电流不随外界电路的变化而变化
  • 独立电压源:如果一个二端元件的电流无论为何值,其电压保持为常量$U_s$或按给定的时间函数$U_s(t)$变化,则此二端元件称为独立电压源,简称为电压源

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    • 电流为任意值说明独立电压源的电流随着外接电路的变化而变化,其电流可以是正数、负数或零;其可以有正功率、负功率或者零功率
  • 独立电流源:如果一个二端元件的电压无论为何值,其电流保持为常量$I_s$或按给定的时间函数$I_s(t)$变化,则此二端元件称为独立电流源,简称为电流源

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    • 电压为任意值说明独立电压源的电压随着外接电路的变化而变化,其电压可以是正数、负数或零;其可以有正功率、负功率或者零功率
  • 用电源电路模型表征实际电源:

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    • 同理可以推出,实际电源也可以表示为理想电流源和电阻的并联

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课后问题

  • 独立电压源能不能短路,独立电流源能不能开路

    • 如果独立电压源短路,电流将无限大,会烧毁电路——》实验室电源工作在电压源模式下,要注意不能短路
    • 如果独立电流源开路,电压将无限大,会烧毁电路——》实验室电源工作在电流源模式下,要注意接上负载
  • 两个独立电压源能不能并联,此处有讲解

    • 两个独立电压源并联,如果两个电压源的电压不相等,那么并联的电极之间将会产生压差,导线上将产生较大的电流导致电路烧毁

    • 实际生活中,两种电压不同的电压源并联,有两种情况,如果两个电源的电属性完全相同,有以下示意图:

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      电压源E1产生的电流将通过E2的内阻和用电器R,那么电压源E2会因此而发热;同理,E2产生的电流也将使得E1发热。这种并联会使得电源的寿命降低。如果实在要并联规格相同的电源,可以用二极管阻拦环流,如下图

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      如果两个电源的电压有较大差值,如下示意图,设E1为5V,E2为10V

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      则可以计算得到,D1将截止,使得电压源E1截止,E2将打开

    综上所述,在采取保护措施的条件下将电压源并联,除非两个电压源的电属性一致,否则一直都只有一个电源可以工作