独立和相关电压和电流源

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在电气和电子电路中，一些元件用于提供电路运行所需的电能。这些元件被称为电源。电源是能够向电路提供必要激励（即所需的电能）的有源电路元件。在实践中，我们有几种类型的电压和电流源，例如电池、发电机、交流发电机、光伏电池等。在本文中，我们将讨论不同的电源类型。

电源类型

电源大致可分为以下两种类型：

• 电压源
• 电流源

用于在电路中的两点之间产生电压（电位差）的能量称为电压源。而向电路提供指定电流的电源称为电流源。

电压源和电流源进一步分为以下两类：

• 独立源
• 相关源

让我们详细逐一讨论独立源和相关源。

独立电压源

输出电压不依赖于电路任何其他部分的电压或电流的电压源称为独立电压源。换句话说，独立电压源是指其输出电压不受电路任何其他部分的电压或电流影响的电压源。

独立电压源可分为以下两种类型：

恒压源

恒压源，也称为时不变电压源，是指其输出电压在整个工作过程中保持恒定的独立电压源。恒定独立电压源的例子包括电池、蓄电池和许多其他直流电压源。

时变电压源

输出电压随时间变化的独立电压源类型称为时变独立电压源。尽管需要注意的是，时变独立电压源的输出电压变化并非由于电路任何其他部分的电压或电流变化所致。但是，它仅随时间变化。时变电压源的例子包括交流发电机（交流发电机）。

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独立电流源

输出电流不依赖于电路任何其他部分的电压或电流的电流源类型称为独立电流源。

与独立电压源类似，独立电流源也分为两种类型：

恒流源

输出电流在其整个工作过程中保持恒定的独立电流源称为恒定独立电流源。它也称为时不变电流源。

时变电流源

输出电流随时间变化的独立电流源称为时变独立电流源。这里必须注意，输出电流的变化不是由于电路任何其他部分的电压或电流变化引起的，而只是随时间变化。

根据其内部电阻，独立电压和电流源还可以分为以下类别：

• 理想电压源
• 实际电压源
• 理想电流源
• 实际电流源

理想电压源

内部电阻为零的电压源称为理想电压源。因此，对于理想电压源，输出电压始终保持恒定，等于电源的电动势。这是因为，当从电源汲取电流时，电源内部没有压降。但是，理想电压源在实践中并不存在。这些只是电压源的理论模型。

实际电压源

具有有限内部电阻的独立电压源称为实际电压源或真实电压源。在真实电压源中，内部电阻如图所示与源电压串联连接。

关于真实电压源的另一个重要事实是，当负载电路连接到其端子时，真实电压源的输出电压或端电压随着从其汲取的电流的增加而减小。这是因为，当从电源汲取电流时，它会在内部电阻中引起压降。因此，源端子的输出电压降低。诸如电池、蓄电池、发电机等的电压源是真实电压源的例子。

理想电流源

内部电阻无限大的电流源称为理想电流源。因此，由于其无限大的内部电阻，理想电流源的输出电流等于源电流。因此，当负载连接到理想电流源时，理想电流源始终在其整个工作过程中提供相同的电流。负载电路的任何变化都不会影响理想电流源的输出电流。同样，理想电流源在实践中是不可能的。

实际电流源

实际电流源（或真实电流源）是指具有有限内部电阻的电流源，该内部电阻与源电流并联连接。因此，当负载电压发生任何变化时，真实电流源提供的电流也会发生变化。这是因为，负载电压的增加迫使额外的电流流过电源的内部电阻，从而导致输出电流减小。

实际电流源的例子包括半导体器件，例如二极管、晶体管、运算放大器等。

相关源

相关源是指其输出电压受电路任何其他部分的电压或电流控制的电源。相关源使用菱形表示，如下面的图所示：

根据控制量和输出量的组合，相关源分为以下四种类型：

• 电压控制电压源（VDVS）
• 电流控制电压源（CDVS）
• 电压控制电流源（VDCS）
• 电流控制电流源（CDCS）

有时，相关源被称为受控源。相关源用于模拟电子器件（例如放大器）的行为。

结论

从以上讨论可以得出结论，电压和电流源是电气和电子电路的重要组成部分。这些电源为电路的激励提供必要的能量。电压源和电流源都被归类为有源电路元件，因为它们向电路提供功率。