海南风光
第 7讲
第 2章电路的分析方法
受控电源电路的分析
2.6 受控电源电路的分析
2.6.1受控电源
2.6.2受控电源电路的分析计算
2.6.3 输入电阻 (输入阻抗 )
2.6.4 输出电阻 (输出阻抗 )
电源
非独立源 (受控源)
独立源
电压源
电流源
§ 2.6 受控源电路的分析
2.6.1受控电源
独立源和非独立源的异同
相同点,两者性质都属电源,均可向电路
提供电压或电流。
不同点,独立电源的电动势或电流是由非电
能量提供的,其大小、方向和电路
中的电压、电流无关;
受控源的电动势或输出电流,受电
路中某个电压或电流的控制。它不
能独立存在,其大小、方向由控制
量决定。
受控源分类
U1
1 UU ??
压控电压源
+
-
1 UU ??
+
-
U
压控电流源
U1
12 UgI ?
I2
12 UgI ?
流控电流源
12 II ??
I2
I1
12 II ??
I1
+
-
1 IrU ?
流控电压源
1 IrU ?
+
-
U
2.6.2 受控源电路的分析计算
电路的基本定理和各种分析计算方法仍可
使用,只是在列方程时必须增加一个受控
源关系式。
一般原则,
例 1
求, I1,I2
UD= 0.4 UAB
电路参数如图所示
AD
D
S
S
A
VU
R
U
I
R
U
RR
V
4.0
11
2121
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?则,
+ +
- _
Us
20V
R1
R3
R2
2A
2 ? 2 ?
1 ?
Is
A
B
I1 I2
UD
设 VB = 0
根据节点电位法 解,
解得,
V15?AV
A5.425.2
A5.2
2
1520
12
1
????????
?
?
?
SIII
I
+ +
- _
Us
20V
R1
R3
R2
2A
2 ? 2 ?
1 ?
Is
A
B
I1 I2
UD
受控源电路分析计算 - 要点( 1)
在用迭加原理求解受控源电路时,只应分
别考虑独立源的作用;而受控源仅作一般电
路参数处理。
Us
(1) Us 单独作用
+ +
- -
R1 R2
A
B
UD=
0.4UAB
I1' I2'
(2 ) Is 单独作用
+
-
R1 R2
A
B
UD=
0.4UAB
I1'' I2''
Is
根据迭加定理
"I'II
"I'II
222
111
??
??
UD = 0.4UAB
+ +
- _
Us
20V
R1
R3
R2
2A
2 ? 2 ?
1 ?
Is
A
B
I1 I2
UD
'IR'U'U
'IRU'U
ABAB
SAB
22
11
4.0 ??
??
解得
A75.3
V5.12
21 ???
?
'I'I
'U AB
代入数据得,
'I'I
'I'U
'I'U
AB
AB
21
2
1
26.0
220
??
??
??
Us
(1) Us 单独作用
+ +
- -
R1 R2
A
B
UD=
0.4UAB
I1' I2'
节点电位法,
V5.2
2
2
4.0
2
1
2
1
11
221
?
?
??
??
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
"U
V
"V
I
R
U
RR
"V
AB
A
A
S
D
A
A75.0
2
5.25.24.0
A25.1
2
5.2
2
1
??
??
?
??
?
?
"I
"I?
(2 ) Is 单独作用
+
-
R1 R2
A
B
UD=
0.4UAB
I1'' I2''
Is
( 3)最后结果,
A5.475.075.3
A5.225.175.3
222
111
???????
?????
"I'II
"I'II
+
-
R1 R2
A
B
Is
I2'' I1''
Us
+ +
- -
R1 R2
A
B
UD=0.4UAB
I1' I2'
UD=0.4UAB
受控源电路分析计算 - 要点( 2)
可以用两种电源互换、等效电源定理等方法,简
化受控源电路。 但简化时注意不能把控制量化简掉。
否则会留下一个没有控制量的受控源电路,使电路
无法求解。
6? R3
4?
1? 2?
+
_
U
9V
R1
R2 R5 ID
I1
15.0 II D ?
已知,
求, I1
例 2
两种电源互换
12 IIU DD ??
例 2
15.0 II D ?
6? 4?
1?
2?
+
_
U
9V
R1
R2
R5
ID
I1
R3 6? 4?
+
_
UD
1?
2?
+
_
U
9V
R1
R2
I1
R3
A
6
6
1
I
U
'I
D
D
?
?
6?
1?
6? +
_
U
9V
R1
R2
ID’
I1
12 IIU DD ??
6?
+
_
UD
1?
2?
+
_
U
9V
R1
R2
I1
4?
A
6
1I'I
D ?
ID'
6?
+
_
U
9V
R1
I1
?
76
6?
6? +
_
U
9V
R1
1?
R2
ID'
I1
V
7
1I'U
D ?
+
-
U
9V
6? R1
I1
+
_
6/7?
UD'
ID'
6?
+
_
U
9V
R1
I1
?
76
A
6
1I'I
D ?
+
-
U
9V
6? R1
I1
+
_
6/7?
UD' V
7
1I'U
D ?
9
7
6
7
6 1
1 ???
?
?
??
?
?
I
I
?
A3.11 ?I
97 1 ?I
2.6.3 输入电阻 (输入阻抗 )
网络
(有源或无源)
输入 输出 ui uo
输入电阻 — 从输入端看进去的等效电阻
ii
i
i
i i
uR ?
ui为直流电压,Ri为直流输入电阻
ui为交流电压,Ri为交流输入电阻(输入阻抗)
R1
R2 ui uo
C
R ui uo
直流输入电阻 =?
交流输入电阻 =?
直流输入电阻 =?
交流输入阻抗 =?
C
jRZ i
?
1??
输入电阻的求法,加压求流法
( 1)将网络中的独立源去除(恒压源短路,恒
流源开路),受控源保留;
( 2)输入端加电压 ui,求输入电流 ii
( 3)输入电阻 Ri= ui /ii
UI
UIUIU
RI
R
U
IR
R
U
IU
D
?
????
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
??
1
11
5
2
13
2
1
2344
例 3:用加压求流法求输入电阻
U
I1 R3
4?
1? 2? R
2
R5
ID 150 II D ??
??? 1
1I
U
R i?
R3
2.6.4 输出电阻
网络
(有源或无源)
输入 输出 ui uo
输出电阻 — 从输出端看进去的等效电阻,也就是从
输出端看进去的有源二端网络的戴维南
等效电阻
法 1:从输出端加压求流法(令网络中的恒压源、恒
流源(包括输入信号 ui))为 0,但保留受控源)
i
u
R o ?
网络
(有源或无源)
输入端 输出端 u
i
求含有受控源的二端网络的输出电阻的方法,
法 2:用开路电压 /短路电流法
( 1)求开路电压;
( 2)求短路电流;
( 3)等效电阻 =开路电压 /短路电流
E
+
–
Ro
开路电压 EU
o ?
短路电流
o
o R
EI ?
输出电阻
o
o
o
o R
R
E
E
I
U
???
例 4:求输出电阻 +
– iU?
1I?
R1
R2
1I??
+
–
oU?开路电压,
短路电流,
输出电阻,
i
i
o
U
RR
R
R
RR
U
RIRIIRIU
?
?
?????
21
2
2
21
2121122
)1(
)1(
)1(
)1(
)1()(
?
?
?
?
??
??
?
??
??
?
?????
2I?
1
111 )1()1( R
U
IIII io
?
???? ??? ??????
21
21
)1( RR
RR
I
UR
o
o
o ????? ?
?
例 5,R1=1k?,R2=1k?,R3=2k?,U1=1V,U2=5V
求:电流 I3
用戴维南定理
+ +
– –
R1 R
2
U2 U1
I1
I=40I1
I3
R3
A
B
I2
( 1)求开路电压
( 2)求等效电阻(用开路电压
除短路电流法)
( 3)求 I3
求开路电压,
040 211 ?????? III
040
2
2
1
1
1
1 ??????
R
VU
R
VU
R
VU AAA
0?BV设
A B OA UV ?? V 02.1
+ +
– –
R1 R
2
U2 U1
UABO
A
B
1I?
140 II ???
2I?
等效电阻,
???? 24
mA 42
V 02.1
AB
ABO
AB I
UR
mA 5.0
3
3 ???
AB
A B O
RR
U
I
求短路电流,
mA 424040
2
2
1
1
1
1
211 ????????????? R
U
R
U
R
UIIII
AB
+ +
– –
R1 R
2
U2 U1
IAB
A
B
1I?
140 II ?????
2I?
第 7讲
第 2章电路的分析方法
受控电源电路的分析
2.6 受控电源电路的分析
2.6.1受控电源
2.6.2受控电源电路的分析计算
2.6.3 输入电阻 (输入阻抗 )
2.6.4 输出电阻 (输出阻抗 )
电源
非独立源 (受控源)
独立源
电压源
电流源
§ 2.6 受控源电路的分析
2.6.1受控电源
独立源和非独立源的异同
相同点,两者性质都属电源,均可向电路
提供电压或电流。
不同点,独立电源的电动势或电流是由非电
能量提供的,其大小、方向和电路
中的电压、电流无关;
受控源的电动势或输出电流,受电
路中某个电压或电流的控制。它不
能独立存在,其大小、方向由控制
量决定。
受控源分类
U1
1 UU ??
压控电压源
+
-
1 UU ??
+
-
U
压控电流源
U1
12 UgI ?
I2
12 UgI ?
流控电流源
12 II ??
I2
I1
12 II ??
I1
+
-
1 IrU ?
流控电压源
1 IrU ?
+
-
U
2.6.2 受控源电路的分析计算
电路的基本定理和各种分析计算方法仍可
使用,只是在列方程时必须增加一个受控
源关系式。
一般原则,
例 1
求, I1,I2
UD= 0.4 UAB
电路参数如图所示
AD
D
S
S
A
VU
R
U
I
R
U
RR
V
4.0
11
2121
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
?则,
+ +
- _
Us
20V
R1
R3
R2
2A
2 ? 2 ?
1 ?
Is
A
B
I1 I2
UD
设 VB = 0
根据节点电位法 解,
解得,
V15?AV
A5.425.2
A5.2
2
1520
12
1
????????
?
?
?
SIII
I
+ +
- _
Us
20V
R1
R3
R2
2A
2 ? 2 ?
1 ?
Is
A
B
I1 I2
UD
受控源电路分析计算 - 要点( 1)
在用迭加原理求解受控源电路时,只应分
别考虑独立源的作用;而受控源仅作一般电
路参数处理。
Us
(1) Us 单独作用
+ +
- -
R1 R2
A
B
UD=
0.4UAB
I1' I2'
(2 ) Is 单独作用
+
-
R1 R2
A
B
UD=
0.4UAB
I1'' I2''
Is
根据迭加定理
"I'II
"I'II
222
111
??
??
UD = 0.4UAB
+ +
- _
Us
20V
R1
R3
R2
2A
2 ? 2 ?
1 ?
Is
A
B
I1 I2
UD
'IR'U'U
'IRU'U
ABAB
SAB
22
11
4.0 ??
??
解得
A75.3
V5.12
21 ???
?
'I'I
'U AB
代入数据得,
'I'I
'I'U
'I'U
AB
AB
21
2
1
26.0
220
??
??
??
Us
(1) Us 单独作用
+ +
- -
R1 R2
A
B
UD=
0.4UAB
I1' I2'
节点电位法,
V5.2
2
2
4.0
2
1
2
1
11
221
?
?
??
??
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
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"U
V
"V
I
R
U
RR
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AB
A
A
S
D
A
A75.0
2
5.25.24.0
A25.1
2
5.2
2
1
??
??
?
??
?
?
"I
"I?
(2 ) Is 单独作用
+
-
R1 R2
A
B
UD=
0.4UAB
I1'' I2''
Is
( 3)最后结果,
A5.475.075.3
A5.225.175.3
222
111
???????
?????
"I'II
"I'II
+
-
R1 R2
A
B
Is
I2'' I1''
Us
+ +
- -
R1 R2
A
B
UD=0.4UAB
I1' I2'
UD=0.4UAB
受控源电路分析计算 - 要点( 2)
可以用两种电源互换、等效电源定理等方法,简
化受控源电路。 但简化时注意不能把控制量化简掉。
否则会留下一个没有控制量的受控源电路,使电路
无法求解。
6? R3
4?
1? 2?
+
_
U
9V
R1
R2 R5 ID
I1
15.0 II D ?
已知,
求, I1
例 2
两种电源互换
12 IIU DD ??
例 2
15.0 II D ?
6? 4?
1?
2?
+
_
U
9V
R1
R2
R5
ID
I1
R3 6? 4?
+
_
UD
1?
2?
+
_
U
9V
R1
R2
I1
R3
A
6
6
1
I
U
'I
D
D
?
?
6?
1?
6? +
_
U
9V
R1
R2
ID’
I1
12 IIU DD ??
6?
+
_
UD
1?
2?
+
_
U
9V
R1
R2
I1
4?
A
6
1I'I
D ?
ID'
6?
+
_
U
9V
R1
I1
?
76
6?
6? +
_
U
9V
R1
1?
R2
ID'
I1
V
7
1I'U
D ?
+
-
U
9V
6? R1
I1
+
_
6/7?
UD'
ID'
6?
+
_
U
9V
R1
I1
?
76
A
6
1I'I
D ?
+
-
U
9V
6? R1
I1
+
_
6/7?
UD' V
7
1I'U
D ?
9
7
6
7
6 1
1 ???
?
?
??
?
?
I
I
?
A3.11 ?I
97 1 ?I
2.6.3 输入电阻 (输入阻抗 )
网络
(有源或无源)
输入 输出 ui uo
输入电阻 — 从输入端看进去的等效电阻
ii
i
i
i i
uR ?
ui为直流电压,Ri为直流输入电阻
ui为交流电压,Ri为交流输入电阻(输入阻抗)
R1
R2 ui uo
C
R ui uo
直流输入电阻 =?
交流输入电阻 =?
直流输入电阻 =?
交流输入阻抗 =?
C
jRZ i
?
1??
输入电阻的求法,加压求流法
( 1)将网络中的独立源去除(恒压源短路,恒
流源开路),受控源保留;
( 2)输入端加电压 ui,求输入电流 ii
( 3)输入电阻 Ri= ui /ii
UI
UIUIU
RI
R
U
IR
R
U
IU
D
?
????
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???
?
?
?
?
?
?
?
?
??
1
11
5
2
13
2
1
2344
例 3:用加压求流法求输入电阻
U
I1 R3
4?
1? 2? R
2
R5
ID 150 II D ??
??? 1
1I
U
R i?
R3
2.6.4 输出电阻
网络
(有源或无源)
输入 输出 ui uo
输出电阻 — 从输出端看进去的等效电阻,也就是从
输出端看进去的有源二端网络的戴维南
等效电阻
法 1:从输出端加压求流法(令网络中的恒压源、恒
流源(包括输入信号 ui))为 0,但保留受控源)
i
u
R o ?
网络
(有源或无源)
输入端 输出端 u
i
求含有受控源的二端网络的输出电阻的方法,
法 2:用开路电压 /短路电流法
( 1)求开路电压;
( 2)求短路电流;
( 3)等效电阻 =开路电压 /短路电流
E
+
–
Ro
开路电压 EU
o ?
短路电流
o
o R
EI ?
输出电阻
o
o
o
o R
R
E
E
I
U
???
例 4:求输出电阻 +
– iU?
1I?
R1
R2
1I??
+
–
oU?开路电压,
短路电流,
输出电阻,
i
i
o
U
RR
R
R
RR
U
RIRIIRIU
?
?
?????
21
2
2
21
2121122
)1(
)1(
)1(
)1(
)1()(
?
?
?
?
??
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?
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?
?????
2I?
1
111 )1()1( R
U
IIII io
?
???? ??? ??????
21
21
)1( RR
RR
I
UR
o
o
o ????? ?
?
例 5,R1=1k?,R2=1k?,R3=2k?,U1=1V,U2=5V
求:电流 I3
用戴维南定理
+ +
– –
R1 R
2
U2 U1
I1
I=40I1
I3
R3
A
B
I2
( 1)求开路电压
( 2)求等效电阻(用开路电压
除短路电流法)
( 3)求 I3
求开路电压,
040 211 ?????? III
040
2
2
1
1
1
1 ??????
R
VU
R
VU
R
VU AAA
0?BV设
A B OA UV ?? V 02.1
+ +
– –
R1 R
2
U2 U1
UABO
A
B
1I?
140 II ???
2I?
等效电阻,
???? 24
mA 42
V 02.1
AB
ABO
AB I
UR
mA 5.0
3
3 ???
AB
A B O
RR
U
I
求短路电流,
mA 424040
2
2
1
1
1
1
211 ????????????? R
U
R
U
R
UIIII
AB
+ +
– –
R1 R
2
U2 U1
IAB
A
B
1I?
140 II ?????
2I?