內(nèi)阻對(duì)電源有何影響？

在學(xué)習(xí)電流源和電壓源時(shí)，關(guān)于電源內(nèi)阻的問題經(jīng)常會(huì)困惑很多人，只記得電壓源與外界負(fù)載連接時(shí)認(rèn)為內(nèi)阻是和外界負(fù)載串聯(lián);電流源與外界負(fù)載連接時(shí)認(rèn)為內(nèi)阻是和外界負(fù)載并聯(lián)，使用時(shí)要求電壓源內(nèi)阻越小越好，電流源內(nèi)阻越大越好!并不理解為什么?內(nèi)阻這個(gè)東西到底對(duì)電源的影響是什么?為什么要內(nèi)阻和外界負(fù)載相匹配電源輸出才能達(dá)到最大功率?

一、基本概念

1、電路由電源和負(fù)載構(gòu)成;

2、電路分成內(nèi)電路和外電路兩部分，電源電路就是內(nèi)電路;

3、電流通過電源內(nèi)電路時(shí)也有電阻，這個(gè)電阻叫內(nèi)電阻;

4、電流在內(nèi)電阻上同樣要消耗電能發(fā)熱;

5、作為電源，內(nèi)阻上的消耗不僅是一種的浪費(fèi)，而且會(huì)使電源本身溫升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞電源!

6、電源的內(nèi)阻是實(shí)實(shí)在在導(dǎo)體電阻!

二、內(nèi)阻和外界負(fù)載相匹配電源輸出才能達(dá)到最大功率，為什么?

1、電源的功能有兩種情況：一是作為負(fù)載的能源，既我們說的電力電源;二是作為負(fù)載的信息源，既我們說的“信號(hào)源”;作為電力電源，我們希望電源內(nèi)阻越小越好，即內(nèi)阻消耗小而輸出高，也就是效率要高;例如供電系統(tǒng)，作為電源的發(fā)電機(jī)、變壓器等要內(nèi)阻小。作為信號(hào)源，我們要求輸出的信號(hào)功率越大越好，例如我們要喇叭的聲音“洪亮”;

2、什么時(shí)候信號(hào)源的輸出功率最大，既喇叭最響?(1)在信號(hào)源內(nèi)阻一定的情況下，當(dāng)負(fù)載的電阻大于內(nèi)阻時(shí)，且越來越大時(shí)，雖然內(nèi)阻消耗的能量小于負(fù)載，但總信號(hào)功率下降，負(fù)載得到的信號(hào)功率要下降，用數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)說就是“減函數(shù)”;(2)在信號(hào)源內(nèi)阻一定的情況下，當(dāng)負(fù)載的電阻小于內(nèi)阻時(shí)，且越來越小時(shí)，雖然總信號(hào)功率上升，但內(nèi)阻消耗的能量大于負(fù)載，負(fù)載得到的信號(hào)功率要下降，用數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)說就是“增函數(shù)”;(3)在信號(hào)源內(nèi)阻一定的情況下，只有當(dāng)負(fù)載的電阻等于內(nèi)阻時(shí)，內(nèi)阻消耗的能量等于負(fù)載的能量，負(fù)載得到的信號(hào)功率最大，是總信號(hào)功率的50%，用數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)說就是“最大值”;

三、電壓源要求內(nèi)阻越小越好，電流源要求內(nèi)阻越大越好!

1、在對(duì)復(fù)雜電路分析求解時(shí)，我們要把實(shí)際電源電路等效化間成理想電源;實(shí)際電源的主要參數(shù)就是內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì);而理想化的電源有兩種：(1)一種是電壓源，在電路中有不變的端電壓，又叫恒壓源;(2)一種是電流源，在電路中有不變的電流，又叫恒流源;把電路中的實(shí)際電源直接換成理想電源，是不等效的;可以把實(shí)際電源等效變化成一個(gè)電壓源串聯(lián)一個(gè)內(nèi)阻，或者等效成一個(gè)電流源并聯(lián)一個(gè)電阻;經(jīng)過等效變化，使電路的各元件之間的關(guān)系變成間單的串并聯(lián)關(guān)系，從而把復(fù)雜電路化成簡單電路;

2、如何理解“理想的恒壓源、恒流源”呢?我們大家都知道實(shí)際電源：(1)有內(nèi)阻;(2)有不變的電動(dòng)勢(shì);(3)在電路中端電壓、端電流隨負(fù)載而變化;

3、在什么情況下可以把實(shí)際電源等效化成“理想的恒壓源、恒流源”?(1)當(dāng)電路的負(fù)載電阻與內(nèi)阻相比大的多，或者說內(nèi)阻小的多可以忽略不計(jì)時(shí)，可以看成端電壓恒定的電壓源;(2)當(dāng)電路的負(fù)載電阻與內(nèi)阻相比小的多，或者說內(nèi)阻大的多到無窮大時(shí)，可以看成端電流恒定的電流源;舉例說，在三極管放大電路中，集電極電流與負(fù)載大小無關(guān)，可以看成電流源;

5、“電壓源要求內(nèi)阻越小越好，電流源要求內(nèi)阻越大越好”的說法不妥，應(yīng)該說成：(1)內(nèi)阻越小的實(shí)際電源越接近恒壓源;(2)內(nèi)阻越大的實(shí)際電源越接近恒流源;(3)或者說恒壓源可以理解成內(nèi)阻越小越好的實(shí)際電源;(4)或者說恒流源可以理解成內(nèi)阻越大越好的實(shí)際電源;