獨立和相關電壓和電流源

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在電氣和電子電路中，一些元件用於提供電路執行所需的電能。這些元件被稱為電源。電源是能夠向電路提供必要激勵（即所需的電能）的有源電路元件。在實踐中，我們有幾種型別的電壓和電流源，例如電池、發電機、交流發電機、光伏電池等。在本文中，我們將討論不同的電源型別。

電源型別

電源大致可分為以下兩種型別：

• 電壓源
• 電流源

用於在電路中的兩點之間產生電壓（電位差）的能量稱為電壓源。而向電路提供指定電流的電源稱為電流源。

電壓源和電流源進一步分為以下兩類：

• 獨立源
• 相關源

讓我們詳細逐一討論獨立源和相關源。

獨立電壓源

輸出電壓不依賴於電路任何其他部分的電壓或電流的電壓源稱為獨立電壓源。換句話說，獨立電壓源是指其輸出電壓不受電路任何其他部分的電壓或電流影響的電壓源。

獨立電壓源可分為以下兩種型別：

恆壓源

恆壓源，也稱為時不變電壓源，是指其輸出電壓在整個工作過程中保持恆定的獨立電壓源。恆定獨立電壓源的例子包括電池、蓄電池和許多其他直流電壓源。

時變電壓源

輸出電壓隨時間變化的獨立電壓源型別稱為時變獨立電壓源。儘管需要注意的是，時變獨立電壓源的輸出電壓變化並非由於電路任何其他部分的電壓或電流變化所致。但是，它僅隨時間變化。時變電壓源的例子包括交流發電機（交流發電機）。

獨立電流源

輸出電流不依賴於電路任何其他部分的電壓或電流的電流源型別稱為獨立電流源。

與獨立電壓源類似，獨立電流源也分為兩種型別：

恆流源

輸出電流在其整個工作過程中保持恆定的獨立電流源稱為恆定獨立電流源。它也稱為時不變電流源。

時變電流源

輸出電流隨時間變化的獨立電流源稱為時變獨立電流源。這裡必須注意，輸出電流的變化不是由於電路任何其他部分的電壓或電流變化引起的，而只是隨時間變化。

根據其內部電阻，獨立電壓和電流源還可以分為以下類別：

• 理想電壓源
• 實際電壓源
• 理想電流源
• 實際電流源

理想電壓源

內部電阻為零的電壓源稱為理想電壓源。因此，對於理想電壓源，輸出電壓始終保持恆定，等於電源的電動勢。這是因為，當從電源汲取電流時，電源內部沒有壓降。但是，理想電壓源在實踐中並不存在。這些只是電壓源的理論模型。

實際電壓源

具有有限內部電阻的獨立電壓源稱為實際電壓源或真實電壓源。在真實電壓源中，內部電阻如圖所示與源電壓串聯連線。

關於真實電壓源的另一個重要事實是，當負載電路連線到其端子時，真實電壓源的輸出電壓或端電壓隨著從其汲取的電流的增加而減小。這是因為，當從電源汲取電流時，它會在內部電阻中引起壓降。因此，源端子的輸出電壓降低。諸如電池、蓄電池、發電機等的電壓源是真實電壓源的例子。

理想電流源

內部電阻無限大的電流源稱為理想電流源。因此，由於其無限大的內部電阻，理想電流源的輸出電流等於源電流。因此，當負載連線到理想電流源時，理想電流源始終在其整個工作過程中提供相同的電流。負載電路的任何變化都不會影響理想電流源的輸出電流。同樣，理想電流源在實踐中是不可能的。

實際電流源

實際電流源（或真實電流源）是指具有有限內部電阻的電流源，該內部電阻與源電流並聯連線。因此，當負載電壓發生任何變化時，真實電流源提供的電流也會發生變化。這是因為，負載電壓的增加迫使額外的電流流過電源的內部電阻，從而導致輸出電流減小。

實際電流源的例子包括半導體器件，例如二極體、電晶體、運算放大器等。

相關源

相關源是指其輸出電壓受電路任何其他部分的電壓或電流控制的電源。相關源使用菱形表示，如下面的圖所示：

根據控制量和輸出量的組合，相關源分為以下四種類型：

• 電壓控制電壓源（VDVS）
• 電流控制電壓源（CDVS）
• 電壓控制電流源（VDCS）
• 電流控制電流源（CDCS）

有時，相關源被稱為受控源。相關源用於類比電子器件（例如放大器）的行為。

結論

從以上討論可以得出結論，電壓和電流源是電氣和電子電路的重要組成部分。這些電源為電路的激勵提供必要的能量。電壓源和電流源都被歸類為有源電路元件，因為它們向電路提供功率。