含受控源电路分析和习题课
14
受控电压源
(1) 四种类型 1) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source, CCCS ) 四端元件
i1 + u1 _
输入:控制部分
i2 +
i1 u2 _
输出:受控部分
i2 i1
: 电流放大倍数
15
2) 电压控制的电流源 ( VCCS )
3
讨论题 + 10V -
I 2 2A
I ?
哪 个 答 案 对
I I I
10 2 10 2
5A
?
2 7 A 3A
?
?
10V +
2
+ - 4V
-
10 4 2
4
三、只含独立电源电路的等效化简
(1) 理想电压源的串并联
+ uS1 _ + uS2 _ º I º + 5V _ + 5V _ º + 5V _ º º I º 并联: º º 串联: uS= uSk ( 注意参考方向)
_
2 + kU1 _ 含受控源电路KCL分析 3I2 7A I1 = _______
6 I1
U1 3 2 6(V) , kU1 2 6 12(V)
I2 kU1 6 12 6 2(A) , 3I 2 3 2 6(A)
I1 3 3I 2 I 2 3 6 2 7(A)
32
(2) 若R变为5, 问Ueg, I1, I2如何变化?
+
Ueg
-
g
+ 10V -
e
1A 4V
2A 1 1A 3 I1
R=3 R=5
a b
2 0.5A 2
f I2 2V
I3 c d
I1, I2不变。 Ueg=4-2-10 =-8V
33
题8 (1) 求Rab、 Rac 。 c 2 2 a 3 4 4 4 2
i i1
U 6i1 3i1 9i1
9i1 1.5i1
22
Rin
U i
6
受控源和电阻组成的网络,可等效为一个电阻。
例 求电路的输入电阻
5
0.1u1 +
i
u1 15i1 i2
u1
i2 i1
+ u1 _
u
15
-
10 i i1 i2 2.5i1
27.5i1
中不能作为“激励”。 分析含受控源电路时注意: (1)将受控源做为独立源处理。
(2)找出控制量与求解量之间的关系。
(3)受控源和独立源不能等效互换。
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三、含受控源的电路的分析
例2-8 电路如图所示,求电压源电压us的值及受控源的功率。
6
i
i1
0 .9 8i
解:
i2
4 .9 5
0 .9 8 A
复习:
独立电源
Is,iS
伏安特性、开路与短路、 功率
1
复习:
电路等效的概念
C A
B
A
电阻电路的等效
串联、并联、混联、 与Y型
2
复习:
实际电流源于实际电压源的等效
i
+ uS _ + iS
is us Ri , Gi 1
i + Gi u _
Ri
u _
Ri
恒压源和恒流源不能进行等效变换 注意转换前后 us 与 is 的方向
计算下面例题中电路的输入电阻
例
R2 有源网络先把独立源置 零:电压源短路;电流 源断路,再求输入电阻
i1
R1 + US _
R3
R2 R1
R3
Rin ( R1 R2 ) // R3
无源电 阻网络
21
例
6 +
US _ 3
-
外加电压源
6i1
+ 6
-
6i1
+
i
3
+ U _
i1
i1
3i1 6 1.5i1
4 4 4 2 2 0.6 6 a a b
R ab 0 . 6 [ 6 //( 2 4 // 4 )] 3Ω
简单串并联 长线、节点
4
6 0.6
b
35
(3) 求 Rab .
电桥平衡 a 2 4 4 b a
2 1
2
2
1 2 b
4
2 4
(a) 短路:Rab=2//(4//2+2//1)=1
u s u s1 u s 2
+
uS _
电压相同的电压源 才能并联,否则将 违背KVL定律,且 每个电源的电流不 确定。
5
(2)理想电流源的串并联
并联: 可等效成一个理想电流源 i S( 注意参考方向)。 º iS1 iS2 iSk º
º iS º
i s i sk ,
串联:
i s i s 1 i s 2 i sk
1.5i1
u 5i u1 5 2.5i1 15i1
另一种方法: 等效 5
Rin
u i
27.5i1 2.5 i1
10 15 10 15
11
Байду номын сангаас
10
+ u1 _
Rin 5
11
15
23
例 a
+
求Rab和Rcd
2
uab u1 3u1 / 2 2.5u1
e
NPN型三极管
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等效电 路模型
e
NPN型三极管
NOTE:受控源不代表外部对电路施加的影响,只表明电路内 受控电源实为一双口元件,即它含有两条支路,一为控制支 部电子器件中所发生的物理现象的一种模型,以表明电子器 路,另一为受控支路。 件的电流、电压的转移(transfer)关系。 电路符号: + – 受控电流源
Rcd ucd / i 12
24
例
简化电路:
1k
1k 10V 0.5I I º + U _ º
2k 10V
500I +
I + U _
º
º 1.5k I
U 10 500 I 2000 I 0 U 10 1500 I
10V
º + U _
º 受控源和独立源一样可以进行电源转换。但要 注意,互换过程中不能把控制量化简掉。 25
?
8
i
N
i is
同理:
is
u
u
即:对于外电路而言,电流源与任意二端网络串联的等 效电路就是电流源本身
串入网络N的前后改变的是什么呢?
?
9
应用:利用电源转换可以简化电路计算。 例1. 5A 7
3
7 4
I
2A
例2. 5
+ 15v _ _ 8v +
I 7 I=0.5A
10V 5 6A
a
29
b
题4
2V
1
4A 2A
2 + 4V
2V
2A
Pis = ______ , Pus = ______ 4W -16W 题5
a
R 电阻网络化简
b
a
b
R
R/6 Rab = ________.
R a
a
R
a
R
R
R R
R R
30
R
b b
R
b
题6
电路如下图所示。当k=2时,求 I1= ? 2 + U1 3A I2
4
]
U
2
( Ri R f )
3
由此得 Rf =Ri,称其为匹配条件。 此时:
U U
S
2
, 50 % , P f
U
2 S
4 Ri
27
题2 5V 5V
Ia
Ib Ic
I 1 10
I3
10
10 I2
I1 5 / 10 0.5(A) I 2 5 / 10 0.5(A)
I3 I1 I 2 1(A)
Ia= ______, Ib= ______, Ic=-1.5A _____ 1.5A 0A
28
题3 10 6A 2A
a
等效
a R + Us b
+ _
6V b
R= _______ , 10
66V Us= _______
_
a 10 60V
6V b 66V 10
u
4 .9 V 5
i2
uS
0 .1
u1
又 i 2 0 .9 8 i i 1A
u 1 i 0 .9 8 i 0 .1 0 .0 0 2 V
u S u 1 6 i 6 .0 0 2 V
根据KVL,有:
u u 1 4 .9 4 .8 9 8 V
Ri
Us
I
Rf U
解: I
U
S f
Ri R
, Pf I R
2
f
U S R R i
f
R
2
f
当:
dP f dR f
0
时,获最大功率。
Ri R f
s