对电压源与电流源的的简单理解

时间过的真快,转眼又一年快过去了,趁着十一放假的闲暇,就简单的写个随笔吧,接下来我们先复习一下欧姆定律,想必大家都对这个已经很熟悉了,但这里我再写一遍吧:

欧姆定律公式:I = U / R

今天我们就以上面的公式来展开对电压源与电流源的的理解。

1.电压源(理想)

理想电压源:内阻Ri = 0

不管你接的外部负载怎么变,它两端电压永远恒定。

负载电阻变小 → 电流变大;负载电阻变大 → 电流变小。电压不变。

2.电流源(理想)

理想电流源:内阻Ri = ∞

串联回路电流处处相等。

总电流:

I = U(内部) / (Ri + RL)

电流源的内阻 Ri 和外部负载 RL 是串联。我们希望:外部负载 RL 随便怎么变,电流保持不变。

看如上公式,如果我们的Ri >> RL的话,那么RL的大小几乎影响不到分母。

举个例子:

内部等效电压 U = 1000V, 内部内阻 Ri = 1000K;

RL = 1K :I = 1000/(1000K+1K) = 0.999mA

RL = 2K :I = 1000/(1000K+2K) = 0.998mA

你看,负载电阻翻一倍,电流几乎没变!

结论:Ri 越大,负载变化带来的电流波动就越小。

极限情况:Ri趋近如无穷大的时候,那么无论RL取任何值,电流完全不变。这就是理想的电流源。

形象比喻:

把电流源想象成一个硬泵,强制固定流量抽水

●内阻无穷大 = 泵本身阻力极大。

●外面管道(负载)粗一点、细一点(负载电阻变化),几乎改变不了泵打出来的水流大小。

对比理想电压源:像稳压水箱,水压不变;管子粗细改变流量。

  1. 实际三极管电流源(恒流源)

真实三极管构成的恒流源内阻不是无穷大,只是非常大,几十kΩ~几MΩ。

我们平时说"三极管恒流源内阻很大",就是这个道理:

集电极电压在一定范围变化时,Ic几乎不变。

输出特性曲线:Ic几乎不随Vce变化,曲线接近水平,水平程度越高,内阻越大。

公式:r0 = Δ(Vce) / ΔIc

ΔIc 越小 → r0越大。理想水平曲线,ΔIc → 0 ,那么,r0 → ∞。

在最后,再多说两句:

电流源:内阻无穷大,输出电流恒定;两端电压由外部负载决定。
电压源:内阻等于0,输出电压恒定;输出电流由外部负载决定。

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