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防爆正压柜电压与电流的等效变换

发布时间:2016-02-03

    防爆正压柜电路中除了有电阻这样的无源元件以外,还有电压源和电流源这样的有源元件。负载对于电源来说,无非是从电源取得电压或电流;而一个电源对于负载来说,即可看成是一个电压提供者,也可看成是一个电流提供者。所以,一个电源可以用两种不同的等效电路来表示,一种是以电压的形式表示,称为电压源;另一种是以电流的形式表示,称为电流源。

    电压源任何一个实际的电源,例如电池、发电机或各种信号源等,都可以认为是由一个电动势E(其大小为恒定电压U)和一个内阻r串联成的。当这样的电源接上负载后,它便向负载提供电压。电压源的常见符号有许多种。由于E等于负载电路时电源两端的电压U。且是恒定的,因此,当内阻r一定时,随着电流I的增大,在内阻上的压降r也增大,于是防爆正压柜电源的端电压U将随之下降。电源是以输出电压的形式向负载供电,输出电压的大小等于电源电动势减去内阻上的压降。电源源除用电动势E和r串联的等效电压源来表示之外,还可用另一种等效电源来表示。

    电压源和电流源的等效变换。同一个电源即可用电压源表示,也可用电流源表示。那么,电压源和电流源是否等效呢?由电压源表示U=E-Ir0和电流源表示I=I0-I1来看,由于E和r0均为定值,负载电阻也没变,只是改变了电源表达式的形式,因而通过负载电阻的电流I自然也不会变化。所以,我们说电压源和电流源对于电源外部的负载电阻而言是等效的。既然等效,应用电压源和电流源的等效变换方法,能够简化某些复杂电路的计算。最后,需要指出亮点:第一电源的变换过程中,电压源的E和电流源的I方向必须保持一致。第二电源的等效变换仅对电源外部性能来说是等值的;至于电源内部就不一定能等值了。

    迭加原理可以表述为:如果电路中有多个电源,则任何一条支路的电流,等于各个电源单独作用时,在这条支路产生的电流的代数和。同理,如果电路中有多个电源,则任何一条支路两端的电压,等于各个电源单独作用时,在这条支路两端产生的电压的代数和。这里所谓各个电源单独作用,是指将电路中其他的电压源短路或将电流源开路,但防爆正压柜的内阻均需保留在电路中原来的位置不变。