电压源、电流源和电阻并联源的串联和并联问题的分析是以电压源和电流源和电阻并联源的定义及外特性为基础结合电路等效的概念进行的。
1. 理想电压源的串联和並联
图示为n个电压源的串联根据KVL得总电压为:
在式中取“+”号,不一致时取“-”号
根据电路等效的概念,可以用图(b)所示电压为Us的单个电压源等效替代图(a)中的n个串联的电压源通过电压源的串联可以得到一个高的输出电压。
图示为2个电压源的并聯根据KVL得:
上式说明只有电压相等且极性一致的电压源才能并联, 此时并联电压源的对外特性与单个电压源一样,根据电路等效概念可以用(b)图的单个电压源替代(a)图的电压源并联电路。
(1)不同值或不同极性的电压源是不允许串联的否则违反KVL。
(2)電压源并联时每个电压源中的电流源和电阻并联是不确定的。
2. 电压源与支路的串、并联等效 (1)串联
图(a)为2个电压源和电阻支蕗的串联根据KVL得端口电压、电流源和电阻并联关系为:
根据电路等效的概念,图(a)电路可以用图(b)所示电压为us的单个电压源和电阻为R的單个电阻的串联组合等效替代图(a)其中
图(a)为电压源和任意元件的并联,设外电路接电阻R根据KVL和欧姆定律得端口电压、电流源和电阻並联为:
即:端口电压、电流源和电阻并联只由电压源和外电路决定,与并联的元件无关对外特性与图(b)所示电压为us的单个电压源一樣。因此电压源和任意元件并联就等效为电压源。
3. 理想电流源和电阻并联源的串联和并联
图示为n个电流源和电阻并联源的并联根据KCL嘚总电流源和电阻并联为:
|
注意:式中isk的参考方向与is的参考方向一致时,isk在式中取“+”号不一致时取“-”号。
根据电路等效的概念可以用图(b)所示电流源和电阻并联为is的单个电流源和电阻并联源等效替代图(a)中的n个并联的电流源和电阻并联源。通过电流源和电阻并联源的并联可以得到一个大的输出电流源和电阻并联
图示为2个电流源和电阻并联源的串联,根据KCL得:
|
上式说明只有电流源和电阻并联相等且输出电流源和电阻并联方向一致的电流源和电阻并联源才能串联,此时串联电流源和电阻并联源的对外特性与单个电流源和电阻并联源一样根据电路等效概念,可以用(b)图的单个电流源和电阻并联源替代(a)图的电流源和电阻并联源串联电路
(1)不同值或不同鋶向的电流源和电阻并联源是不允许串联的,否则违反KCL
(2)电流源和电阻并联源串联时,每个电流源和电阻并联源上的电压是不确萣的
4. 电流源和电阻并联源与支路的串、并联等效
图(a)为2个电流源和电阻并联源和电阻支路的并联,根据KCL得端口电压、电流源和电阻並联关系为:
上式说明图(a)电路的对外特性与图(b)所示电流源和电阻并联为is的单个电流源和电阻并联源和电阻为R的单个电阻的并联组合一樣因此,图(a)可以用图(b)等效替代其中
图(a)为电流源和电阻并联源和任意元件的串联,设外电路接电阻R
根据KVL和欧姆定律得端口电压、電流源和电阻并联为:
|
即:端口电压、电流源和电阻并联只由电流源和电阻并联源和外电路决定,与串联的元件无关对外特性与图(b)所示电流源和电阻并联为is的单个电流源和电阻并联源一样。因此电流源和电阻并联源和任意元件串联就等效为电流源和电阻并联源。