电感负载怎么计算电流

一个实际的电源，既可以表示为电压源模型，又可以表示为电流源模型。本节讨论两种电源模型及其特性。

1.3.1　电压源模型

电压源的模型如图1.3.1（a）所示，即由电动势E与内阻R0相串联。由于R0的存在，当电压源与负载接通时，会使电压源的端电压U随负载电流的变化而改变。如果一个电压源的内阻等于0，这样的电压源称为理想电压源。理想电压源的模型如图1.3.1（b）所示。显然，实际电压源模型由理想电压源模型E（或称电动势）和内电阻R0（简称内阻）串联组成。

如果将实际电压源与负载电阻接通，其电路如图1.3.2（a）所示。

调节RL的值，便可测绘出端电压U与负载电流I的关系曲线，该曲线称为实际电压源的外特性曲线，如图1.3.2（b）的实线所示。图中的虚线为理想电压源的外特性，即U＝E。

图1.3.1　电压源模型

图1.3.2　电压源及其外特性曲线

【例1.3.1】　实际电路在运行时，有可能出现三种状态，即开路、短路和负载状态。现以如图1.3.3所示电路为例，讨论三种状态下电路中有关物理量的特征。

图1.3.3　例1.3.1的图

【解】　（1）开路状态。图1.3.3（a）中，开关S断开时，称电路处于开路状态。由于此时电源未带负载，故又称空载状态。显而易见，开路时有关物理量的特征为

电路中的电流　　I＝0

电源端电压（开路电压）　　UOC＝E

负载功率　　P＝UI＝0

由图1.3.2（b）可见，电压源处于开路状态时，电路中的电压和电流的值，为对应电源外特性曲线和纵轴交点A（0，E）。

（2）短路状态。当图1.3.3（a）中开关S合上，且两根导线不经负载而直接接通时，如图1.3.3（b）所示，电压源电路处于短路状态。短路时有关物理量的特征为

电流　　

端电压　　U＝0

电源的电动势　　E＝ISCR0

电源的功率　　PE＝EISC＝I2SCR0

负载的功率　　P＝0

ISC称为短路电流。由于内阻R0很小，因此短路电流ISC很大，电源内部功耗很大，会损坏电源等电气设备。为了消除短路事故可能造成的危害，一般电路中都应采取保护措施，例如，照明电路中接入熔丝（熔断器FU）等。

由图1.3.2（b）可见，电压源短路时，电路中U、I的值，对应于电源的外特性曲线与横轴的交点B（ISC，0）。

（3）负载状态。当图1.3.3（a）中的开关S闭合时，电路就处于负载状态，如图1.3.3（c）所示，或称通路状态。此时，电路中有关物理量的特征为

电流　　

负载端电压　　U＝E－IR0或U＝IRL

电源输出功率（或负载吸收功率）　　P＝UI

电源内阻上功率　　ΔP＝I2R0

电源产生的功率　　PE＝EI＝P＋ΔP

电源带上负载以后，电路中U、I的变化规律，如图1.3.2（b）的外特性曲线所示。显然，负载时负载端电压小于电源电动势。

1.3.2　电流源模型

可以向外电路输出电流的电源，称为电流源。电流源的模型如图1.3.4（a）、（b）所示。

图1.3.4　电流源模型及其外特性曲线

其中，图（a）所示为实际电源的电流模型，它由电流IS与内阻R0并联组成；图（b）为理想电流源模型，它的内阻R0→∞。显然，实际电源的电流源模型等于理想电流源（或称电激流）与内阻R0并联。

图1.3.4（c）所示为电流源的外特性曲线。其中，实线为实际电流源的外特性，虚线为理想电流源的外特性。本节只讨论了直流电源，即电动势E不随时间变化的直流电压源及电激流IS不随时间变化的直流电流源。

思考与练习

1.3.1　什么是理想电压源？若有一个12V的理想电压源，假定它工作在开路、接3Ω负载电阻两种状态，试确定其输出电流及输出功率。

1.3.2　什么是理想电流源？若有一个20A的理想电流源，设它工作在短路、接5Ω负载电阻两种状态，试确定其端电压和输出功率。

1.3.3　在如图1.3.5所示各电路中的电压U和电流I各是多少？根据计算结果能得出什么规律性的结论？

图1.3.5　题1.3.3的图