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在學習電流源和電壓源時,內阻對電源的影響有多大

發布:admin閱讀:2643時間:5個月前

學習電流源和電壓源時,關于電源內阻的問題經常會困惑很多人,只記得電壓源與外界負載連接時認為內阻是和外界負載串聯;電流源與外界負載連接時認為內阻是和外界負載并聯,使用時要求電壓源內阻越小越好,電流源內阻越大越好!并不理解為什么?內阻這個東西到底對電源的影響是什么?為什么要內阻和外界負載相匹配電源輸出才能達到最大功率?

在學習電流源和電壓源時,內阻對電源的影響有多大


一、基本概念


1、電路由電源和負載構成;

2、電路分成內電路和外電路兩部分,電源電路就是內電路;

3、電流通過電源內電路時也有電阻,這個電阻叫內電阻;

4、電流在內電阻上同樣要消耗電能發熱;

5、作為電源,內阻上的消耗不僅是一種的浪費,而且會使電源本身溫升,嚴重時會損壞電源!

6、電源的內阻是實實在在導體電阻!

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二、內阻和外界負載相匹配電源輸出才能達到最大功率,為什么?


1、電源的功能有兩種情況:一是作為負載的能源,既我們說的電力電源;二是作為負載的信息源,既我們說的“信號源”;作為電力電源,我們希望電源內阻越小越好,即內阻消耗小而輸出高,也就是效率要高;例如供電系統,作為電源的發電機、變壓器等要內阻小。作為信號源,我們要求輸出的信號功率越大越好,例如我們要喇叭的聲音“洪亮”;

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2、什么時候信號源的輸出功率最大,既喇叭最響?(1)在信號源內阻一定的情況下,當負載的電阻大于內阻時,且越來越大時,雖然內阻消耗的能量小于負載,但總信號功率下降,負載得到的信號功率要下降,用數學的觀點說就是“減函數”;(2)在信號源內阻一定的情況下,當負載的電阻小于內阻時,且越來越小時,雖然總信號功率上升,但內阻消耗的能量大于負載,負載得到的信號功率要下降,用數學的觀點說就是“增函數”;(3)在信號源內阻一定的情況下,只有當負載的電阻等于內阻時,內阻消耗的能量等于負載的能量,負載得到的信號功率最大,是總信號功率的50%,用數學的觀點說就是“最大值”;

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三、電壓源要求內阻越小越好,電流源要求內阻越大越好!


1、在對復雜電路分析求解時,我們要把實際電源電路等效化間成理想電源;實際電源的主要參數就是內阻和電動勢;而理想化的電源有兩種:(1)一種是電壓源,在電路中有不變的端電壓,又叫恒壓源;(2)一種是電流源,在電路中有不變的電流,又叫恒流源;把電路中的實際電源直接換成理想電源,是不等效的;可以把實際電源等效變化成一個電壓源串聯一個內阻,或者等效成一個電流源并聯一個電阻;經過等效變化,使電路的各元件之間的關系變成間單的串并聯關系,從而把復雜電路化成簡單電路;

2、如何理解“理想的恒壓源、恒流源”呢?我們大家都知道實際電源:(1)有內阻;(2)有不變的電動勢;(3)在電路中端電壓、端電流隨負載而變化;

3、在什么情況下可以把實際電源等效化成“理想的恒壓源、恒流源”?(1)當電路的負載電阻與內阻相比大的多,或者說內阻小的多可以忽略不計時,可以看成端電壓恒定的電壓源;(2)當電路的負載電阻與內阻相比小的多,或者說內阻大的多到無窮大時,可以看成端電流恒定的電流源;舉例說,在三極管放大電路中,集電極電流與負載大小無關,可以看成電流源;

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5、“電壓源要求內阻越小越好,電流源要求內阻越大越好”的說法不妥,應該說成:(1)內阻越小的實際電源越接近恒壓源;(2)內阻越大的實際電源越接近恒流源;(3)或者說恒壓源可以理解成內阻越小越好的實際電源;(4)或者說恒流源可以理解成內阻越大越好的實際電源;


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