2.8 受控电源及其等效变换一、受控电源及其类型
1、什么是受控电源?
输出电压或电流 受控于 电路中别的电压或电流控制的电源。
2、理想受控电源的类型
U2U1 μU1
+ +
- -
I1=0 I2
+
-
( 1)电压控制电压源 ( VCVS)
U2=μU1
μ=U2/U1 μ称为 电压放大系数
—— 场效应管放大器
U2U1=0 rI1
+ +
- -
I1 I2
+
-
U2U1=0 βI1
+ +
- -
I1 I2
( 3)电流控制电压源( CCVS)
( 4)电流控制电流源 ( CCCS)
U2=rI1
r=U2/I1 r称为 转移电阻
I2= β I1
β =I2/I1
β称为 电流放大系数
—— 发电机
—— 晶体管放大器受控源是双口网络
U2U1 gU1
+ +
- -
I1=0 I2
( 2)电压控制电流源 ( VCCS)
I2=gU1
g=I2/U1 g称为 转移电导
—— 电子管放大器二、受控电源的性质
1、受控电源 具有电源的性质 。它可以象独立电源一样参与电路方程的列写。
2、受控电源 具有电阻的性质 。在独立电源置零时,它象电阻一样应予保留。
三、含受控电源电路的分析练习,电路如图,求 U2。
解,根据基尔霍夫定律列方程解得 U2=6V
06 221 UII
832 21 II
22 3 IU?
8V
U2/6
2Ω
4Ω3Ω
+
U2
-
b
aI1
I2
例 2.11( p40) 电路如图,求 US。
解:
列左网孔的 KVL:
A..UI,204 80420
A..I 120 20
A..I.II 80201201
0.2I
-
+U
S
2Ω
5Ω U=0.8V
I1I
4Ω
+
-
a
b
SUII 152
V.U S 64280512
例 2.12( p41) 化简图示电路。
解,将 0.4A,1KΩ的受控电流源变换为 400I,1K Ω的受控电压源。
161600
162000400
I
IIU
U
+
-
1KΩ
0.4I
1KΩ
-
+
16V
I
- +
400I 1KΩ 1KΩ
-
+
16V
+
-
U
U与 I的关系式为:
由此得到简化图。
-
+
16V
1.6K
U
+
-
I
例 2.13( p41) 求图示电路的输入电阻 Ri。
解,求含受控源电路的输入电阻,不能采用电阻串、
并联的方法,而要采用“加压求流法”,如图。
6
2
2
32
2
121
SSS
S
S
S
S
i
UUU
U
III
U
I
U
R
则:
2I13Ω2Ω
I1 I2
Ri
2I13Ω2Ω
I1 I2
-
+
US
IS
输入电阻为负值,说明该电路向外发出功率。
例 2.14( p42) 求图示电路 I1及 U。
解,将 0.5I1,1Ω串联的受控电压源变换为 0.5I1,1Ω
并联的受控电流源,如图。
)I.(I 11 507
13
1
则:
解得
3Ω
I1
7A
1Ω +
-
0.5I1+U
-
0.5I11Ω3Ω
I1
7A U-
+
VIU
AI
6233
2
1
1
小 结
(一)受控源的概念受控源是一种 输出电压或电流 受到电路中 别的电压或电流的控制 的电源。
(二)受控电源的性质
1、受控电源 具有电源的性质 。它可以象独立电源一样参与电路方程的列写。
2、受控电源 具有电阻的性质 。在独立电源置零时,
它象电阻一样应予保留。
作业,p47
2.16
1、什么是受控电源?
输出电压或电流 受控于 电路中别的电压或电流控制的电源。
2、理想受控电源的类型
U2U1 μU1
+ +
- -
I1=0 I2
+
-
( 1)电压控制电压源 ( VCVS)
U2=μU1
μ=U2/U1 μ称为 电压放大系数
—— 场效应管放大器
U2U1=0 rI1
+ +
- -
I1 I2
+
-
U2U1=0 βI1
+ +
- -
I1 I2
( 3)电流控制电压源( CCVS)
( 4)电流控制电流源 ( CCCS)
U2=rI1
r=U2/I1 r称为 转移电阻
I2= β I1
β =I2/I1
β称为 电流放大系数
—— 发电机
—— 晶体管放大器受控源是双口网络
U2U1 gU1
+ +
- -
I1=0 I2
( 2)电压控制电流源 ( VCCS)
I2=gU1
g=I2/U1 g称为 转移电导
—— 电子管放大器二、受控电源的性质
1、受控电源 具有电源的性质 。它可以象独立电源一样参与电路方程的列写。
2、受控电源 具有电阻的性质 。在独立电源置零时,它象电阻一样应予保留。
三、含受控电源电路的分析练习,电路如图,求 U2。
解,根据基尔霍夫定律列方程解得 U2=6V
06 221 UII
832 21 II
22 3 IU?
8V
U2/6
2Ω
4Ω3Ω
+
U2
-
b
aI1
I2
例 2.11( p40) 电路如图,求 US。
解:
列左网孔的 KVL:
A..UI,204 80420
A..I 120 20
A..I.II 80201201
0.2I
-
+U
S
2Ω
5Ω U=0.8V
I1I
4Ω
+
-
a
b
SUII 152
V.U S 64280512
例 2.12( p41) 化简图示电路。
解,将 0.4A,1KΩ的受控电流源变换为 400I,1K Ω的受控电压源。
161600
162000400
I
IIU
U
+
-
1KΩ
0.4I
1KΩ
-
+
16V
I
- +
400I 1KΩ 1KΩ
-
+
16V
+
-
U
U与 I的关系式为:
由此得到简化图。
-
+
16V
1.6K
U
+
-
I
例 2.13( p41) 求图示电路的输入电阻 Ri。
解,求含受控源电路的输入电阻,不能采用电阻串、
并联的方法,而要采用“加压求流法”,如图。
6
2
2
32
2
121
SSS
S
S
S
S
i
UUU
U
III
U
I
U
R
则:
2I13Ω2Ω
I1 I2
Ri
2I13Ω2Ω
I1 I2
-
+
US
IS
输入电阻为负值,说明该电路向外发出功率。
例 2.14( p42) 求图示电路 I1及 U。
解,将 0.5I1,1Ω串联的受控电压源变换为 0.5I1,1Ω
并联的受控电流源,如图。
)I.(I 11 507
13
1
则:
解得
3Ω
I1
7A
1Ω +
-
0.5I1+U
-
0.5I11Ω3Ω
I1
7A U-
+
VIU
AI
6233
2
1
1
小 结
(一)受控源的概念受控源是一种 输出电压或电流 受到电路中 别的电压或电流的控制 的电源。
(二)受控电源的性质
1、受控电源 具有电源的性质 。它可以象独立电源一样参与电路方程的列写。
2、受控电源 具有电阻的性质 。在独立电源置零时,
它象电阻一样应予保留。
作业,p47
2.16