1.3.3 电压源、电流源及其等效变换

掌握电压源和电流源的概念，以及它们之间的等效变换方法，能使某些复杂电路的分析计算大为简化。

1.电压源

用一个恒定电动势E与内电阻r串联表示的电源称为电压源。电压源的符号如图1-20（a）和（b）所示。

如图1-20（c）所示，当电压源向负载R输出电压时，电压源的端电压U与其输出电流I之间的关系为

U=E-Ir

在上式中，如果r=0，那么不论负载变动时输出电流I如何变化，电压源始终输出恒定电压E。内电阻r=0的电压源称为理想电压源，其符号如图1-21所示。

2.电流源

用一个恒定电流I_S与内电阻r并联表示的电源称为电流源。电流源的符号如图1-22（a）所示。

如图1-22（b）所示，当电流源向负载R输出电流时，电流源的端电压U与其输出电流I之间的关系为

如果电流源内电阻r为无穷大，则不论由负载变化引起的端电压如何变化，它所输出的电流恒定不变，其值为I_S。内电阻r为无穷大的电流源称为理想电流源，其符号如图1-22（c）所示。

3.电压源与电流源的等效变换

当一个电压源与一个电流源的外特性相同时，对外电路来说，这两个电源是等效的。也就是说，在满足一定条件下，两种电源之间能够实现等效变换。

由于电压源的U与I之间的关系为

U=E-Ir

即

又因电流源的U与I之间的关系为

为了保证电源的外特性完全相同（即输出的电流、电压一样），等式右侧的两项应该对应相等。那么，若将电压源等效变换成电流源，应使

若将电流源等效变换成电压源，应使

注意

两种电源等效变换时，应注意以下几点。

等效变换仅是对外电路而言的，对电源内部来说并不等效。

在变换过程中，电压源的电动势E的方向和电流源的电源I_S的方向应保持一致。

理想电压源与理想电流源不能进行等效变换。