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电路分析中的受控源

【摘要】:受控源实际上是晶体管、场效应管、电子管等电压或电流控件的电路模型。图1.25中受控源的系数μ和β无量纲,g的量纲是西门子 ,r的量纲是欧姆(Ω)。图1.254种理想受控源电路图VCVS;VCCS;CCVS;CCCS在电路分析中,受控源的处理与独立源并无原则上的不同,只是要注意在对电路进行化简时,不能随意把含有控制量的支路消除掉。

前面向大家介绍的有源理想电路元件电压源和电流源,它们的电压值或电流值与电路中的其他电压或电流无关,由自身来决定,因此称为独立源。在电路理论中还有一种有源理想电路元件,这种有源电路元件上的电压或电流不像独立源那样由自身决定,而是受电路中某部分的电压或电流的控制,因而称为受控源。

受控源实际上是晶体管场效应管电子管等电压或电流控件的电路模型。当整个电路中没有独立电源存在时,它们仅仅是一个无源元件,若电路中有电源为它们提供能量时,它们又可以按照控制量的大小为后面的电路提供不同类型的电能,因此受控源实际上具有双重身份。

受控源可受电流控制(如晶体管),也可受电压控制(如场效应管),受控源为负载提供能量的形式也分有恒压和恒流两种,因此能组合成四种类型:电压控制的电压源(VCVS)、电压控制的电流源(VCCS)、电流控制的电压源 (CCVS)和电流控制的电流源 (CCCS)。为区别于独立源,受控源的图形符号采用菱形,4种形式的电路图符号如图1.25所示。

图1.25中受控源的系数μ和β无量纲,g的量纲是西门子 (S),r的量纲是欧姆(Ω)。

必须指出的是:独立源与受控源在电路中的作用完全不同。独立源在电路中起 “激励”作用,有了这种“激励”作用,电路中才能产生响应 (即电流和电压);而受控源则是受电路中其他电压或电流的控制,当这些控制量为零时,受控源的电压或电流也随之为零,因此受控源实际上反映了电路中某处的电压或电流能控制另一处的电压或电流这一现象而已。

图1.25 4种理想受控源电路图

(a)VCVS;(b)VCCS;(c)CCVS;(d)CCCS

在电路分析中,受控源的处理与独立源并无原则上的不同,只是要注意在对电路进行化简时,不能随意把含有控制量的支路消除掉。

【例1.5】 化简图1.26所示电路。

图1.26 [例1.5]电路图

解:首先将图1.26 (a)中的受控电流源等效变换为受控电压源,即电路图1.26 (b)电路所示,由图1.26 (b)电路可写出电路中U、I关系式

根据这一结果,我们可进一步将图1.26 (b)电路化简为图1.26 (c)所示的等效电路。

检验学习结果

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1.6.4 负载上获得最大功率时,电源的利用率是多少?

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