受控源的分析方法 - 電工基礎(chǔ)

　　所謂受控電源，是指電壓源的電壓和電流源的電流，是受電路中其它部分的電流或電壓控制的，這種電源稱(chēng)為受控電源。分為電壓控制電壓源（VCVS）、電壓控制電流源（VCCS）、電流控制電壓源（CCVS）、和電流控制電流源（CCCS）。

　　受控電源又成為“非獨(dú)立”源。受控電壓源的激勵(lì)電壓或受控電流源的激勵(lì)電流與獨(dú)立電壓源的激勵(lì)電壓或獨(dú)立電流源的激勵(lì)電流有所不同，后者是獨(dú)立量，前者則受電路中某部分電壓或電流控制。

　　雙極晶體管的集電極電流受基極電流控制，運(yùn)算放大器的輸出電壓受輸入電壓控制，所以這類(lèi)器件的電路模型中要用到受控電源。

　　受控電壓源或受控電流源視控制量是電壓或電流可分為電壓控制電壓源(VCVS)、電壓控制電流源(VCCS)、電流控制電壓源(CCVS)和電流控制電流源(CCCS)。

　　1.受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流只隨其控制量的變化而變化，若控制量不變，受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流將不會(huì)隨外電路變化而變化。即受控源在控制量不變的情況下，其特性與獨(dú)立源相同。

　　2.對(duì)于獨(dú)立源推導(dǎo)得出的結(jié)論，基本也適用于受控源。

　　3.在對(duì)含受控源電路的分析過(guò)程中，受控源的控制量所在支路必須保留，不允許有任何改變。

　　受控源電路實(shí)例 - 電工基礎(chǔ)

　　例題1

　　圖3-27所示電路為VCCS，已知，電流源的，求電壓。

　　解：先求出控制電壓，從左方電路可知，

　　則

　　例題2

　　求圖3-29（a）所示電路的等效電阻。

　　例題3

　　求圖3-29（a）所示電路的等效電阻。

　　解：對(duì)最左邊支路進(jìn)行電源變換得圖3-29（b），再將圖3-29（b）進(jìn)行電源變換后得圖3-29（c）電路，圖3-29（c）電路端口加電壓U后，求端口電流I與電壓U的關(guān)系。

　　所以該單口網(wǎng)絡(luò)等效電阻為

　　溫馨提示：

　　對(duì)于含受控源（無(wú)獨(dú)立源）單口網(wǎng)絡(luò)求等效電阻的方法可歸納為：首先在端口處外加理想電壓源，電壓為U，從而引起端口輸入電流I。然后根據(jù)KVL、KCL及歐姆定理列寫(xiě)電路方程，整理后找出U與I的比值，從而求得等效電阻。對(duì)于較復(fù)雜的電路，可對(duì)電路進(jìn)行等效簡(jiǎn)化后再求等效電阻。注意簡(jiǎn)化電路時(shí)應(yīng)保留控制支路，以免造成解題的困難。

　　重點(diǎn)串聯(lián)1、網(wǎng)絡(luò)分析法2、網(wǎng)絡(luò)定理法

3、最大功率傳輸定理：

　　當(dāng)負(fù)載電阻等于內(nèi)電阻，負(fù)載獲得最大輸出功率；最大輸出功率為

　　什么是受控源?含受控源的電路分析 - 電工基礎(chǔ)

　　電壓或電流的大小和方向不是給定的時(shí)間函數(shù)，而是受電路中某個(gè)地方的電壓（或電流）控制的電源，稱(chēng)受控源。

　　受控電壓源或受控電流源因控制量是電壓或電流可分為電壓控制電壓源（VCVS）、電壓控制電流源(VCCS)、電流控制電壓源(CCVS)和電流控制電流源(CCCS)。這4種受控源的圖形符號(hào)如圖1所示。為了與獨(dú)立電源相區(qū)別，用菱形符號(hào)表示其電源部分。圖中u1和i1分別表示控制電壓和控制電流，μ、r、g和β分別是有關(guān)的控制系數(shù)，其中μ和β是無(wú)量綱的量，r和g分別具有電阻和電導(dǎo)的量綱。這些系數(shù)為常數(shù)時(shí)，被控制量和控制量成正比，這種受控源稱(chēng)為線性受控源。本課程只考慮線性受控源，故一般將略去“線性”二字。

　　圖1 受控電源

　　注意：

　　受控源和獨(dú)立源的比較：

　?、?獨(dú)立源電壓（或電流）由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無(wú)關(guān)，而受控源電壓（或電流）由控制量決定；

　?、?獨(dú)立源在電路中起“激勵(lì)”作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源是反映電路中某處的電壓或電流對(duì)另一處的電壓或電流的控制關(guān)系，在電路中不能作為“激勵(lì)”。

耦合電感的受控源等效電路 - 電工基礎(chǔ)

　　兩種等效電路的特點(diǎn)：

　　1.去耦等效電路簡(jiǎn)單，等效電路與電流的參考方向無(wú)關(guān)，但必須有公共端；

　　2.受控源等效電路，與電流參考方向有關(guān)，不需公共端。

受控源 - 電工基礎(chǔ)

　　受控源是為了描述和分析一些電子元器件的性能而提出來(lái)的。例如，放大電路中的晶體管在微弱輸入信號(hào)時(shí)，就可以等效成電流控制的電流源。

　　受控源（ controlled source ）是一種四端元件，有兩個(gè)控制端鈕（又稱(chēng)輸入端）和兩個(gè)受控端鈕（又稱(chēng)輸出端）。

　　一、受控源

　　二、含受控源電路的分析 思路

　　對(duì)于含有受控源的電路，在進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí)，可以將受控源當(dāng)作獨(dú)立源處理，只不過(guò)受控源的電壓或電流受其他支路的電壓或電流控制的。

　　例 1.6-1 圖 1.6-2 所示電路中，受控電壓源受 10 Ω電阻兩端電壓的控制，求

　　10 Ω電阻上的電壓 U 和電流 I ，以及受控源吸收的功率。

　　解：將受控源當(dāng)作獨(dú)立源處理，根據(jù) KVL ，可得

　　所以

　　根據(jù)歐姆定律，有

　　受控源吸收的功率為

　　受控源電路的研究 - 電工基礎(chǔ)

　　如果線性受控源的控制電壓或電流是正弦量，則受控源的電壓或電流將是同一頻率的正弦量。例如：

　　例1 正弦電流源 iS的有效值為5A，ω = 1000rad/s，R = 3Ω， L = 1H， C = 1μF。求uad和ubd。

　　解：畫(huà)出電路的相量形式。設(shè)電流相量為參考相量(referencephasor)，即

　　則

　　例2. 已知右圖中各電流表都是交流電流表，讀數(shù)為電流的有效值。求電流表4、5的讀數(shù)。

　　解： 選并聯(lián)電壓相量為參考相量。

　　小結(jié)：

　　1.求正弦穩(wěn)態(tài)解是求微分方程的特解，應(yīng)用相量法將該問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解復(fù)數(shù)代數(shù)方程問(wèn)題。

　　2.引入電路的相量模型，不必列寫(xiě)時(shí)域微分方程，而直接列寫(xiě)相量形式的代數(shù)方程。

　　3.采用相量法后，電阻電路中所有網(wǎng)絡(luò)定理和一般分析方法都可應(yīng)用于交流電路。

電路中具有受控源情況的分析 - 電工基礎(chǔ)

　　如果電路中具有受控源，建立節(jié)點(diǎn)電壓方程時(shí)，先將控制量用節(jié)點(diǎn)電壓表示。 若受控源為受控電流源，可暫時(shí)將受控電流源當(dāng)作獨(dú)立電流源，按列寫(xiě)節(jié)點(diǎn)電壓方程的一般方法列寫(xiě)方程，然后把用節(jié)點(diǎn)電壓表示的受控電流源這項(xiàng)移到方程的左邊即可。 若受控源為受控電壓源，可暫時(shí)將受控電壓源視為獨(dú)立電壓源，按前面所述的具有電壓源電路的處理方法進(jìn)行處理。 這樣，無(wú)論那種受控源都可以變換為電壓控制電流源，最后得到只含有節(jié)點(diǎn)電壓為待求量的方程組。 例1. 列圖示電路的節(jié)點(diǎn)電壓方程。 （1）先把受控源當(dāng)作獨(dú)立源來(lái)列方程； （2）用節(jié)點(diǎn)電壓表示控制量。