1 两种等效电源
1.1 串联等效电源
如图1所示, 电源和R1、R2串联, 把电源E和R1看作一个新的电源, 新的等效电源电动势为E`=E, 内阻为r`=R1+r。即相当于把R1直接放到新电源内部和内阻r相串。
1.2 并联等效电源
如图2, 电源和R1、R2并联, 如果把电源E和R1合在一起, 就组成了一个新电源, 如图中虚线框如示的部分。并联等效电源的电动势即R2断路时A B两点间的电压 , 内阻相当于把外电路的电阻R1与电源的内阻r相并联 。
2 应用
2.1 求电阻的功率
例1:如图3甲所示, 电路中的电阻R1、R2是阻值不随温度变化的定值电阻, 阻值均为100Ω, 白炽灯泡L的伏安特性曲线如图3乙I-U图线所示。电源的电动势E=100V, 内阻不计。当开关S闭合时, 求灯泡两端的电压和通过灯泡的电流以及灯泡的实际电功率。
解法:灯泡电阻随电流的变化而变化, 无法直接求流过灯泡的实际电流与灯泡两端的电压, 可联想到用电源的等效法求解。
S闭合时, 将R1、R2视为电源内阻, 等效图如图4所示, 则等效电源电动势为:
在图5中做出U L/与I总/的直线交灯泡伏安特性曲线于一点, 这一点坐标表示S闭合时流过灯的电流及其两端电压, 从图中读出:I`=0.45A, U`=28V, P`灯=UNIN=12.6W。
2.2 利用等效电源分析伏安法测电源的电动势和内阻的误差
例2:在用如图6所示的电路来测电源的电动势和内阻时, 试分析电动势和内阻的误差。
分析:把电压表和电源等效为一新的电源电动势为E`, 内阻为r`如图7所示, 而电压表和电流表是测量这个新电源的路端电压和电流, 所以电动势的测量值 , 内阻的测量值 。
同理, 若采用如图8所示的方法来测电源的电动势和内阻, 可把原电源和电流表等效为一个新的电源, 此电路测量的是这个等效电源的电动势与内阻, 电动势的测量值E测=E′=E, 内阻的测量值r测=r′=r+rA>r。
在使用等效电源时, 请注意以下两点:
(1) 等效电源法使用时要正确地求出等效电源的电动势与内阻;
(2) 一般情况仅讨论将定值电阻等效视为电源内阻, 即原电源、等效电源的内阻、电动势均为定值, 便于我们使用电源的输出功率与外电阻的关系、电源的特性曲线等知识点解题。
摘要：本文介绍了串联等效电源和并联等效电源的求法, 及利用等效电源求解电路问题, 利用等效电源求解电学中的有关问题, 可以起到事半功倍的作用。
关键词：等效电源,电功率,电动势,内阻