电学——电流源和电压源 学习笔记
前置知识：常见的电池及其符号
| 符号 | 符号 |
|---|---|
理想电压源  |
理想电流源  |
受控电压源  |
受控电流源  |
单电池  |
电池组  |
电流源
电流源（理想电流源）具有两个基本的性质：
第一，它提供的电流是定值 \(I\)，或是一定的时间函数 \(I(t)\) 与两端的电压无关。
第二，电流源自身电流是确定的，而它两端的电压是任意的。
电流源具有很大的内阻（理想状态是内阻无限大）并且作为恒流电路工作。由于负载波动，电压波动较大。
实际上，如果一个电流源在电压变化时，电流的波动不明显，我们通常就假定它是一个理想电流源。
像光电池一类的器件，工作时的特性比较接近电流源。
电流源的工作原理如图：
设 \(I_S\) 为电源电流，\(G_S\) 为内部电导，\(G\) 为负载电导，\(V_0\) 为施加电压，\(I\) 为电流：
\[I_S=V_0(G_S+G)=V_0G_S+I \]因此：
\[V_0=\dfrac{I_S}{G_S+G} \]如果 \(G\ll G_S\)，则 \(I_S\doteq I\)。因此，输出电压会因负载波动而发生较大变化。
电压源
电压源（理想电压源）具有两个基本的性质：
第一，它的端电压为定值 \(U\)，或为一时间函数 \(U(t)\)，与流过的电流无关。
第二，电压源自身电压是确定的，而流过它的电流是任意的。
常见实际电源的工作机理比较接近电压源，例如发电机以及蓄电池。
电压源具有低内阻并且作为恒压电路工作。由于短路时会流过大电流，因此需要安全装置。
实际上，如果一个电压源在电流变化时，电压的波动不明显，我们通常就假定它是一个理想电压源。
电压源的工作原理如图：
设 \(E_S\) 为电源电动势，\(R_S\) 为内阻，\(R\) 为负载，\(V_0\) 为施加电压，\(I\) 为电流：
\[I=\dfrac{E_S}{R_S+R} \]因此：
\[V_0=IR=\dfrac{R}{R_S+R}E_S \]如果 \(R\ll R_S\)，则 \(V_0\doteq E_S\)。因此，输出电压的波动不明显。
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