1.6.1 電壓源
1.電壓源的伏安特性
電壓源是這樣一種理想電路元件:在任意時刻t,元件的端電壓us(t)與通過元件的電流無關,始終保持為恒定值,或者為某一給定的時間函數。所以,電壓源具有兩個基本特性:①元件上的電壓是恒定值或給定的時間函數,與其所外接的電路無關;②流過電壓源的電流隨著與其外接電路的不同而變化。
電壓源的圖形符號如圖1-16(a)所示。對于直流電壓源,有時采用如圖1-16(b)所示的圖形符號,其中長橫表示電源的正極,短橫表示電源的負極,電壓值用Us表示。電壓源的電壓隨時間變化的曲線稱為電壓源的電壓波形。圖1-16(c)、(d)、(e)分別示出了直流電壓、正弦電壓和矩形脈沖電壓的波形曲線。
圖1-16 電壓源的圖形符號
當電壓源連接外電路之后,如圖1-17(a)所示,外電路的電壓u和電流i為關聯參考方向。此時,端子A、B之間的電壓u始終等于電壓源電壓us,不受外電路的影響。電壓源的伏安特性是i-u平面上一族平行于電流軸的直線,直線的位置決定于不同時刻的電壓值,如圖1-17(b)所示。直流電壓源(us=Us)的伏安特性是i-u平面上一條不通過原點且與電流軸平行的直線,如圖1-17(c)所示。
圖1-17 電壓源的伏安特性
2.電壓源的功率
由圖1-17(a)可以看出,電壓源的電壓和通過它的電流常取為非關聯參考方向。此時,電壓源發出的功率為
p=usi
它也是外電路所吸收的功率。
電壓源沒有外接電路時,其電流i=0。此時,電壓源處于開路狀態。若令電壓源的電壓us=0,則其伏安特性在i-u平面上與電流軸重合,相當于短路。