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理想DC電壓源的概念

理想的直流電壓源是一種理論構(gòu)造，無(wú)論負(fù)載繪制的電流如何，都能提供固定電壓。它的特征是內(nèi)部電阻為零，這意味著源本身內(nèi)沒(méi)有電壓下降，并且理論上可以在保持恒定的端子電壓的同時(shí)提供無(wú)限的電流。這使得其電壓電流（VI）特性在圖上成為水平線，表明電壓保持不變，而不論電流如何。

盡管現(xiàn)實(shí)中不存在理想的電壓源，但它們?cè)陔娐贩治鲋惺怯袃r(jià)值的簡(jiǎn)化（圖1）。在實(shí)際情況下，所有DC電壓源都表現(xiàn)出一些內(nèi)部電阻，當(dāng)電流流過(guò)源時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致電壓下降。這種電阻通常被建模為與理想來(lái)源串聯(lián)，影響輸送到負(fù)載的實(shí)際電壓。

內(nèi)部電阻和載荷電阻之間的相互作用決定了功率傳遞的效率。根據(jù)功率傳輸定理，負(fù)載電阻應(yīng)與源的內(nèi)部電阻相匹配，以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。

內(nèi)電阻和載荷性

在現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用中，直流電壓源具有內(nèi)部電阻，這是源構(gòu)造所固有的，稱為r s。當(dāng)連接到外部載荷電阻R L時(shí)，內(nèi)部電阻會(huì)影響電路的整體性能。通過(guò)內(nèi)部電阻的電壓下降降低了整個(gè)負(fù)載的電壓，計(jì)算為：

v drop = i * r s

我是流過(guò)電路的電流。該關(guān)系由等式描述：

v out = v源- v drop = v源- i * r s

該方程強(qiáng)調(diào)了地降低內(nèi)部電阻以確保有效傳遞到負(fù)載的重要性。

來(lái)自源的電流取決于負(fù)載電阻r l：

i = v out / r l

內(nèi)部電阻和負(fù)載電阻之間的關(guān)系對(duì)于確定輸送到負(fù)載的功率至關(guān)重要。當(dāng)載荷電阻等于內(nèi)部電阻時(shí)（R L = R S）時(shí)，就會(huì)發(fā)生功率傳遞。

系列和并行配置

當(dāng)多個(gè)直流電源串聯(lián)連接時(shí)，它們的電壓會(huì)添加代數(shù)，并且內(nèi)部電阻總和。例如，連接兩個(gè)12V源的內(nèi)部電阻為0.5歐姆，每個(gè)電阻會(huì)導(dǎo)致24V的總電壓和1歐姆的組合內(nèi)電阻。

相比之下，由于潛在的差異和內(nèi)部電阻變化，并行連接電壓源的直接不那么直接，這可能會(huì)導(dǎo)致源之間的循環(huán)電流。因此，除非來(lái)源相同且適當(dāng)平衡，否則通常可以避免并行配置。

串聯(lián)

電壓：添加線性，v總計(jì)= V 1 + V 2

內(nèi)部電阻：R總計(jì)= R INT1 + R INT2

并聯(lián)

電壓：保持等于單個(gè)源的電壓（僅適用于相同的來(lái)源）內(nèi)部電阻：平行組合，R總計(jì)=（R INT1 * R INT2） /（R INT1 + R INT2）可以提供的總電流增加。平行不匹配的電壓可能會(huì)導(dǎo)致循環(huán)電流，從而造成損壞。

獨(dú)立和依賴的直流電壓源

直流電壓源被歸類為獨(dú)立或依賴。獨(dú)立的電壓源可提供恒定電壓，而不論電路中的其他元素（例如電池）。相比之下，因電壓源提供的（或受控的）電壓源提供的電壓根據(jù)電路中的另一個(gè)電壓或電流而變化。

依賴源對(duì)于對(duì)操作放大器和晶體管等組件進(jìn)行建模至關(guān)重要。

電流控制電壓源（CCVS）

CCVS是一種依賴電壓源，其中輸出電壓與電路不同部分流動(dòng)的電流成正比。它由鉆石形符號(hào)表示，其電壓值取決于控制電流，通常表示為：

v out = k * i控制

其中k是一個(gè)比例常數(shù)（也稱為跨逆性，在歐姆中表達(dá)）。 CCVS模型通常用于分析輸出電壓取決于輸入電流的某些電子組件和電路。

電壓控制電壓源（VCVS）

VCV是一個(gè)因電壓源，其輸出電壓與電路其他地方的輸入電壓成正比。象征性地，它被描述為鉆石形符號(hào)，其輸出電壓定義為：

v out = k * v控制

其中k是無(wú)量綱的電壓增益因子。 VCVS配置在放大器電路中很普遍，其中輸出電壓是輸入電壓的縮放版本。