電流源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)問(wèn)題的剖析是以電流源和電壓源的定義及外特點(diǎn)為基礎(chǔ),結(jié)合電路等效的概念進(jìn)行的。
1.理想電流源的串聯(lián)和并聯(lián)
(1)串聯(lián)
圖示為n個(gè)電流源的串聯(lián),按照KVL得總電流為:
注意:式中Usk的參考方向與us的參考方向一致時(shí),usk在式中取“+”號(hào),不一致時(shí)取“-”號(hào)。
按照電路等效的概念,可以用圖(b)所示電流為Us的單個(gè)電流源等效取代圖(a)中的n個(gè)串聯(lián)的電流源。通過(guò)電流源的串聯(lián)可以得到一個(gè)高的輸出電流。
(2)并聯(lián)
(a)(b)圖示為2個(gè)電流源的并聯(lián),按照KVL得:
上式說(shuō)明只有電流相等且極性一致的電流源能夠并聯(lián),此時(shí)并聯(lián)電流源的對(duì)外特點(diǎn)與單個(gè)電流源一樣,依照電路等效概念,可以用(b)圖的單個(gè)電流源代替(a)圖的電流源并聯(lián)電路。
注意:
(1)不同值或不同極性的電流源是不容許串聯(lián)的,否則違背KVL。
(2)電流源并聯(lián)時(shí),每位電流源中的電壓是不確定的。
2.電流源與大道的串、并聯(lián)等效
(1)串聯(lián)
圖(a)為2個(gè)電流源和內(nèi)阻大道的串聯(lián),按照KVL得端口電流、電流關(guān)系為:
按照電路等效的概念,圖(a)電路可以用圖(b)所示電流為us的單個(gè)電流源和內(nèi)阻為R的單個(gè)內(nèi)阻的串聯(lián)組合等效取代圖(a),其中
(2)并聯(lián)
圖(a)為電流源和任意器件的并聯(lián),設(shè)外電路接內(nèi)阻R,按照KVL和歐姆定理得端口電流、電流為:
即:端口電流、電流只由電流源和外電路決定,與并聯(lián)的器件無(wú)關(guān),對(duì)外特點(diǎn)與圖(b)所示電流為us的單個(gè)電流源一樣。因而,電流源和任意器件并聯(lián)就等效為電流源。3.理想電壓源的串聯(lián)和并聯(lián)
(1)并聯(lián)
圖示為n個(gè)電壓源的并聯(lián),按照KCL得總電壓為:
注意:式中isk的參考方向與is的參考方向一致時(shí),isk在式中取“+”號(hào),不一致時(shí)取“-”號(hào)。
按照電路等效的概念,可以用圖(b)所示電壓為is的單個(gè)電壓源等效取代圖(a)中的n個(gè)并聯(lián)的電壓源。通過(guò)電壓源的并聯(lián)可以得到一個(gè)大的輸出電壓。
(2)串聯(lián)
圖示為2個(gè)電壓源的串聯(lián),按照KCL得:
上式說(shuō)明只有電壓相等且輸出電壓方向一致的電壓源能夠串聯(lián),此時(shí)串聯(lián)電壓源的對(duì)外特點(diǎn)與單個(gè)電壓源一樣,依照電路等效概念,可以用(b)圖的單個(gè)電壓源代替(a)圖的電壓源串聯(lián)電路。
注意:
(1)不同值或不同流向的電壓源是不容許串聯(lián)的,否則違背KCL。
(2)電壓源串聯(lián)時(shí),每位電壓源上的電流是不確定的。4.電壓源與大道的串、并聯(lián)等效
1)并聯(lián)
圖(a)為2個(gè)電壓源和內(nèi)阻大道的并聯(lián),按照KCL得端口電流、電流關(guān)系為:
上式說(shuō)明圖(a)電路的對(duì)外特點(diǎn)與圖(b)所示電壓為is的單個(gè)電壓源和內(nèi)阻為R的單個(gè)內(nèi)阻的并聯(lián)組合一樣,因而,圖(a)可以用圖(b)等效取代,其中
(2)串聯(lián)
圖(a)為電壓源和任意器件的串聯(lián),設(shè)外電路接內(nèi)阻R,按照KVL和歐姆定理得端口電流、電流為:
即:端口電流、電流只由電壓源和外電路決定,與串聯(lián)的器件無(wú)關(guān),對(duì)外特點(diǎn)與圖(b)所示電壓為is的單個(gè)電壓源一樣。因而,電壓源和任意器件串聯(lián)就等效為電壓源。