电源内阻的理解.doc

在学****电流源和电压源时,关于电源内阻的问题经常会困惑很多人,只记得电压源与外界负载连接时认为内阻是和外界负载串联;电流源与外界负载连接时认为内阻是和外界负载并联,使用时要求电压源内阻越小越好,电流源内阻越大越好!并不理解为什么?内阻这个东西到底对电源的影响是什么?为什么要内阻和外界负载相匹配电源输出才能达到最大功率?
一、基本概念
1、电路由电源和负载构成;
2、电路分成内电路和外电路两部分,电源电路就是内电路;
3、电流通过电源内电路时也有电阻,这个电阻叫内电阻;
4、电流在内电阻上同样要消耗电能发热;
5、作为电源,内阻上的消耗不仅是一种的浪费,而且会使电源本身温升,严重时会损坏电源!
6、电源的内阻是实实在在导体电阻!
 二、内阻和外界负载相匹配电源输出才能达到最大功率,为什么?
1、电源的功能有两种情况:一是作为负载的能源,既我们说的电力电源;二是作为负载的信息源,既我们说的“信号源”。
作为电力电源,我们希望电源内阻越小越好,即内阻消耗小而输出高,也就是效率要高。例如供电系统,作为电源的发电机、变压器等要内阻小。
作为信号源,我们要求输出的信号功率越大越好,例如我们要喇叭的声音“洪亮”。
2、什么时候信号源的输出功率最大,既喇叭最响?
(1)在信号源内阻一定的情况下,当负载的电阻大于内阻时,且越来越大时,虽然内阻消耗的能量小于负载,但总信号功率下降,负载得到的信号功率要下降,用数学的观点说就是“减函数”;
(2)在信号源内阻一定的情况下,当负载的电阻小于内阻时,且越来越小时,虽然总信号功率上升,但内阻消耗的能量大于负载,负载得到的信号功率要下降,用数学的观点说就是“增函数”;
(3)在信号源内阻一定的情况下,只有当负载的电阻等于内阻时,内阻消耗的能量等于负载的能量,负载得到的信号功率最大,是总信号功率的
50%,用数学的观点说就是“最大值”。
 三、电压源要求内阻越小越好,电流源要求内阻越大越好!
1、在对复杂电路分析求解时,我们要把实际电源电路等效化间成理想电源,实际电源的主要参数就是内阻和电动势。而理想化的电源有两种:(1)一种是电压源,在电路中有不变的端电压,又叫恒压源;(2)一种是电流源,在电路中有不变的电流,又叫恒流源。
把电路中的实际电源直接换成理想电源,是不等效的;可以把实际电源等效变化成一个电压源串联一个内阻,