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電氣工程師通過設計電路來完成有用的任務,其中電壓和電流由各種不同的組件控制,修改和利用。這些電壓和電流代表能量:電路是一個高能系統,其中電壓比作勢能,電流類似於動能。除非有東西也產生電能,否則我們集成到電路中的組件無法控制和利用電能,這就是電路具有電壓源和電流源的原因。我們稱這些元素源是因為它們為電路提供適當功能所需的電能。 電壓源的特性 電壓源在其兩個端子之間產生電勢差。當這兩個端子連接到形成連續導電路徑的互連組件網絡時,電流將流過。 簡單的電路通常由連接到幾個組件的一個電壓源組成。在這種情況下,電源的負極端子將解釋為零伏參考節點,因此,連接到電源正極端子的節點將具有等於電源值的電壓。 ...電壓源 但是,請務必記住,電壓源可能會占據電網中的各個位置,因此,負極端子不一定總是處於0V。例如: ...電壓源的示例 因此,電源的值並不總是表示正極端子上的電壓;相反,電源的值表示電源的負極端子和電源的正極端子之間的電壓差。 單位 電壓源的值是該源的兩個端子之間產生的電勢差,因此,該值以伏特表示。 1伏特等於每個庫侖1焦耳。因此,電壓表示每庫侖電荷的勢能量。實際上,如果將5 V電源和10 V電源連接到兩個相同的電路,則10 V電源將以兩倍的能量推動電荷,因此將產生兩倍的電流。 理想電壓源 當原理圖中出現電壓源符號時,它表示理想的電壓源。 「理想」是指電源產生的電壓永不波動,不受電路汲取的電流量的影響。現實生活中的電壓源從來都不是理想的。 通常情況下,理論與現實之間的差異不會對電路工作產生重大影響,因此可以忽略不計。但是,有時候,我們需要引入其他電路元件來解決實際電壓源的非理想特性。 電流源特性 電流源在電路的一部分中建立指定量的電流。電流源的值是由該源產生的電流的大小,並且該符號包括指示電流方向的箭頭。 ...電流原 當您在電路圖中看到電流源時,您會知道連接到該電流源的導電路徑的電流將等於該電流源的值。 如果該路徑分為多個分支,如下圖所示,則需要執行電路分析,以確定傳遞到每個分支的電源電流的比例。 ...分流電路 單位 電流源的值以安培為單位。這個單位告訴我們電荷流過電路中給定點的速率。如果我們測量的電流為1安培,則知道每秒有一個庫侖電荷流過被測分支中的任何一點。 理想電流源 理想電流源始終會產生其確切的額定電流,並且不受與其連接的電路特性的影響。現實生活中的電流源,就像現實生活中的電壓源一樣,也是不理想的,必須以理想的形式與至少一個其他組件結合在一起來表示。 電壓和電流源示例 在分析和設計基本電路時,我們看到電壓源的頻率要比電流源高得多,因為電子系統通常由電池或穩壓直流電源供電,而這兩種功能都可以作為電壓源。 通常,我們通常不會將電流源視為電路電能的主要提供者。它們通常是捕獲電路組件(例如,光敏二極體和電晶體)行為的一種手段。光伏電池是一個例外,它被建模為電流源(與其他一些組件一起使用),並且可以用作太陽能電路的主要能源。 結論 對電壓和電流源的簡短討論為您提供了將電能引入電路的這兩種基本方法的一些基本信息。在未來的文章中,我們將研究獨立電源和獨立電源之間的區別,以及交流(AC)電壓源和直流(DC)電壓源之間的關係。

 

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