一個(gè)電源可以用兩種不同的電路模型來(lái)表示。一種是用電壓的形式來(lái)表示，稱(chēng)為電壓源；一種是用電流的形式來(lái)表示，稱(chēng)為電流源。
1、電壓源
任何一個(gè)電源，例如發(fā)電機(jī)、電池或各種信號(hào)源，都含有電動(dòng)勢(shì)e和內(nèi)阻。在分析與計(jì)算電路時(shí)，往往把它們分開(kāi)，組成的電路模型如圖1.17所示，此即電壓源。圖中，u是電源端電壓，r是負(fù)載電阻，i是負(fù)載電流。
根據(jù)圖1所示的電路，可得出
(1)
由此可作出電壓源的外特性曲線，如圖2所示。當(dāng)電壓源開(kāi)路時(shí)，i=0，；當(dāng)短路時(shí)，u=0，。內(nèi)阻愈小，則直線愈平。
圖1電壓源電路圖
2電壓源和理想圖
3理想電壓源電路
電壓源的外特性曲線
當(dāng)=0時(shí)，電壓u恒等于電動(dòng)勢(shì)e，是一定值，而其中的電流i則是任意的，由負(fù)載電阻r及電壓u本身確定。這樣的電源稱(chēng)為理想電壓源或恒壓源，其符號(hào)及電路如圖3所示。它的外特性曲線將是與橫軸平行的一條直線，如圖2所示。
理想電壓源是理想的電源。如果一個(gè)電源的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于負(fù)載電阻，即時(shí)，則內(nèi)阻電壓降，于是，基本上恒定，可以認(rèn)為是理想電壓源。通常用的穩(wěn)壓電源也可認(rèn)為是一個(gè)理想電壓源。
2、電流源
電源除用電動(dòng)勢(shì)e和內(nèi)阻的電路模型來(lái)表示外，還可以用另一種電路模型來(lái)表示。
如將式(1)兩端除以，則得
即
(2)
式中，為電源的短路電流；i還是負(fù)載電流；而是引出的另一個(gè)電流。如用電路圖表示，則如圖4所示。
圖4是用電流來(lái)表示的電源的電路模型，此即電流源，兩條支路并聯(lián)，其中電流分別為和。對(duì)負(fù)載電阻r講，和圖1是一樣的，其上電壓u和通過(guò)的電流i未有改變。
由式 (2)可作出電流源的外特性曲線，如圖1.21所示。當(dāng)電流源開(kāi)路時(shí)，i=0，；當(dāng)短路時(shí)，u=0，i=。內(nèi)阻愈大，則直線愈陡。
圖4 電流源電路
圖5 電流源和理想
圖6理想電流源電路
電流源的外特性曲線
當(dāng)(相當(dāng)于并聯(lián)支路斷開(kāi))時(shí)，電流i恒等于，是一定值，而其兩端的電壓u則是任意的，由負(fù)載電阻r及電流本身確定。這樣的電源稱(chēng)為理想電流源或恒流源，其符號(hào)及電路如圖6所示。它的外特性曲線將是與縱軸平行的一條直線，如圖5所示。
理想電流源也是理想的電源。如果一個(gè)電源的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻，即時(shí)，則，基本上恒定，可以認(rèn)為是理想電流源。
3、電壓源與電流源的等效變換
電壓源的外特性(圖2)和電流源的外特性(圖5)是相同的。因此，電源的兩種電路模型(圖1和圖4)，即電壓源和電流源，相互間是等效的，可以等效變換。
但是，電壓源和電流源的等效關(guān)系只是對(duì)外電路而言的，至于對(duì)電源內(nèi)部，則是不等效的。例如在圖1中，當(dāng)電壓源開(kāi)路時(shí)，i=0，電源內(nèi)阻上不損耗功率；但在圖4中，當(dāng)電流源開(kāi)路時(shí)，電源內(nèi)部仍有電流，內(nèi)阻上有功率損耗。當(dāng)電壓源和電流源短路時(shí)也是這樣，兩者對(duì)外電路是等效的，但電源內(nèi)部的功率損耗也不一樣，電壓源有損耗，而電流源無(wú)損耗(被短路，其中不通過(guò)電流)。
圖7 電壓源和電流源的等效變換
上面所講的電源的兩種電路模型，實(shí)際上，一種是電動(dòng)勢(shì)為e的理想電壓源和內(nèi)阻串聯(lián)的電路(圖1)；一種是電流為的理想電流源和并聯(lián)的電路(圖4)。
一般不限于內(nèi)阻，只要一個(gè)電動(dòng)勢(shì)為e的理想電壓源和某個(gè)電阻r串聯(lián)的電路，都可以化為一個(gè)電流為的理想電流源和這個(gè)電阻r并聯(lián)的電路(圖7)，兩者是等效的，其中
或 (3)
在分析與計(jì)算電路時(shí)，也可以用這種等效變換的方法。
但是，理想電壓源和理想電流源本身之間沒(méi)有等效的關(guān)系。因?yàn)閷?duì)理想電壓源(=0)講，其短路電流為無(wú)窮大，對(duì)理想電流源()講，其開(kāi)路電壓為無(wú)窮大，都不能得到有限的數(shù)值，故兩者之間不存在等效變換的條件。
今列出表1將電壓源和電流源作一對(duì)照。
表1電壓源和電流源的對(duì)照
電源狀態(tài)
電壓源
電流源
理想電壓源
理想電流源
開(kāi)路
u
e
e
i
0
0
0
短路
u
0
0
0
i
等效條件
不等效