• 電流源

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    電流源

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    電流源是一種電子電路,它可以輸送或吸收與兩端電壓無關的電流。

    電流源是電壓源的對偶。 電流吸收器一詞有時用于表示從負電壓電源饋電的源。 圖 1 顯示了驅動電阻負載的理想電流源的原理圖符號。 有兩種。 獨立的電流源(或吸收器)提供恒定電流。 依賴電流源提供的電流與電路中的其他電壓或電流成正比。

    背景

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    理想的電流源產生的電流獨立于其兩端的電壓變化。 理想電流源是一種數學模型,實際設備可以非常接近該模型。 如果通過理想電流源的電流可以獨立于電路中的任何其他變量指定,則稱為獨立電流源。 相反,如果通過理想電流源的電流由電路中的某些其他電壓或電流決定,則稱為受控或受控電流源。 這些來源的符號如圖 2 所示。

    理想電流源的內阻是無窮大。 零電流的獨立電流源等同于理想的開路。 理想電流源兩端的電壓完全由它所連接的電路決定。 當連接到短路時,電壓為零,因此輸出的功率為零。 當連接到負載電阻時,電流源以保持電流恒定的方式管理電壓; 因此,在理想電流源中,隨著負載電阻接近無窮大(開路),電源兩端的電壓接近無窮大。

    沒有物理電流源是理想的。 例如,當應用于開路時,任何物理電流源都無法運行。 現實生活中的電流源有兩個特征。 一個是它的內阻,另一個是它的順從電壓。 順從電壓是電流源可以提供給負載的xxx電壓。 在給定的負載范圍內,某些類型的實際電流源可能表現出幾乎無窮大的內阻。 然而,當電流源達到其順從電壓時,它突然停止成為電流源。

    在電路分析中,通過將電阻值置于理想電流源(諾頓等效電路)兩端來模擬具有有限內阻的電流源。 但是,此模型僅在電流源在其順從電壓范圍內運行時才有用。

    實施

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    無源電流源

    最簡單的非理想電流源由一個與電阻串聯的電壓源組成。 此類電源的可用電流量由電壓源兩端的電壓與電阻器的電阻之比給出(歐姆定律;I = V/R)。 該電流值將僅傳送到其端子兩端電壓降為零的負載(短路、未充電的電容器、充電的電感器虛擬接地電路等)。傳送到具有非零電壓(壓降)的負載的電流 ) 兩端(具有有限電阻的線性或非線性電阻器、充電電容器、未充電電感器、電壓源等)總是不同的。 它由電阻器兩端的壓降(激勵電壓與負載兩端的電壓之差)與其電阻之比給出。

    對于一個近乎理想的電流源,電阻的值應該非常大,但這意味著,對于指定的電流,電壓源必須非常大(在電阻和電壓趨于無窮大的極限內,電流源 將變得理想,電流將完全不依賴于負載兩端的電壓)。 因此,效率很低(由于電阻器中的功率損耗)并且以這種方式構建“良好”電流源通常是不切實際的。 盡管如此,當指定電流和負載電阻較小時,這樣的電路通常會提供足夠的性能。 例如,與 4.7 kΩ 電阻器串聯的 5 V 電壓源將為 50 至 450 Ω 范圍內的負載電阻提供大約 1 mA ± 5% 的恒定電流。

    電流源

    范德格拉夫發電機就是這種高壓電流源的一個例子。 由于其非常高的輸出電壓和非常高的輸出電阻,它幾乎可以作為恒流源使用,因此它在高達數十萬伏(甚至數十兆伏)的任何輸出電壓下提供相同的幾微安電流 實驗室版本。

    無負反饋的有源電流源

    在這些電路中,輸出電流不受負反饋的監控和控制。

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    詞條目錄
    1. 電流源
    2. 背景
    3. 實施
    4. 無源電流源
    5. 無負反饋的有源電流源

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