電流源、電流源的串聯和并聯問題的剖析是以電流源和電壓源的定義及外特點為基礎,結合電路等效的概念進行的。
1.理想電流源的串聯和并聯
(1)串聯
圖示為n個電流源的串聯,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,usk在式中取“+”號,不一致時取“-”號。
按照電路等效的概念,可以用圖(b)所示電流為Us的單個電流源等效取代圖(a)中的n個串聯的電流源。通過電流源的串聯可以得到一個高的輸出電流。
(2)并聯
(a)(b)圖示為2個電流源的并聯,按照KVL得:
上式說明只有電流相等且極性一致的電流源能夠并聯,此時并聯電流源的對外特點與單個電流源一樣,依照電路等效概念,可以用(b)圖的單個電流源代替(a)圖的電流源并聯電路。
注意:
(1)不同值或不同極性的電流源是不容許串聯的,否則違背KVL。
(2)電流源并聯時,每位電流源中的電壓是不確定的。
2.電流源與大道的串、并聯等效
(1)串聯
圖(a)為2個電流源和內阻大道的串聯,按照KVL得端口電流、電流關系為:
按照電路等效的概念,圖(a)電路可以用圖(b)所示電流為us的單個電流源和內阻為R的單個內阻的串聯組合等效取代圖(a),其中
(2)并聯
圖(a)為電流源和任意器件的并聯,設外電路接內阻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,與并聯的器件無關,對外特點與圖(b)所示電流為us的單個電流源一樣。因而,電流源和任意器件并聯就等效為電流源。3.理想電壓源的串聯和并聯
(1)并聯
圖示為n個電壓源的并聯,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,isk在式中取“+”號,不一致時取“-”號。
按照電路等效的概念,可以用圖(b)所示電壓為is的單個電壓源等效取代圖(a)中的n個并聯的電壓源。通過電壓源的并聯可以得到一個大的輸出電壓。
(2)串聯
圖示為2個電壓源的串聯,按照KCL得:
上式說明只有電壓相等且輸出電壓方向一致的電壓源能夠串聯,此時串聯電壓源的對外特點與單個電壓源一樣,依照電路等效概念,可以用(b)圖的單個電壓源代替(a)圖的電壓源串聯電路。
注意:
(1)不同值或不同流向的電壓源是不容許串聯的,否則違背KCL。
(2)電壓源串聯時,每位電壓源上的電流是不確定的。4.電壓源與大道的串、并聯等效
1)并聯
圖(a)為2個電壓源和內阻大道的并聯,按照KCL得端口電流、電流關系為:
上式說明圖(a)電路的對外特點與圖(b)所示電壓為is的單個電壓源和內阻為R的單個內阻的并聯組合一樣,因而,圖(a)可以用圖(b)等效取代,其中
(2)串聯
圖(a)為電壓源和任意器件的串聯,設外電路接內阻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,與串聯的器件無關,對外特點與圖(b)所示電壓為is的單個電壓源一樣。因而,電壓源和任意器件串聯就等效為電壓源。