第4章_受控源電路的分析方法

第4章受控源電路的分析方法,4.1受控源4.2受控源電路的基本分析方法4.3受控源電路的簡化分析,4.1受控源,電源,非獨(dú)立源（受控源）,獨(dú)立源,電壓源,電流源,獨(dú)立源和非獨(dú)立源的異同,相同點(diǎn)：兩者性質(zhì)都屬電源，均可向電路提供電壓或電流。,不同點(diǎn)：獨(dú)立電源的電動勢或電流是由非電能量提供的，其大小、方向和電路中的電壓、電流無關(guān)；受控源的電動勢或輸出電流，受電路中某個電壓或電流的控制。它不能獨(dú)立存在，其大小、方向由控制量決定。,受控源分類,受控電源可分為四種類型：電壓控制電壓源（簡稱VCVS）電壓控制電流源（簡稱VCCS）電流控制電壓源（簡稱CCVS）電流控制電流源（簡稱CCCS）,四種受控源模型,(a)VCVS,控制量：,受控量：,受控元件參數(shù)：,受控量與控制量的關(guān)系：,實(shí)例：,變壓器,電壓放大倍數(shù),(b)VCCS,控制量：,受控量：,受控元件參數(shù)：,受控量與控制量的關(guān)系：,實(shí)例：,場效應(yīng)管,轉(zhuǎn)移電導(dǎo)或轉(zhuǎn)移導(dǎo)納,(c)CCVS,控制量：,受控量：,受控元件參數(shù)：,受控量與控制量的關(guān)系：,實(shí)例：,有互感作用的成對電感元件,轉(zhuǎn)移阻抗或轉(zhuǎn)移電阻,(d)CCCS,控制量：,受控量：,受控元件參數(shù)：,受控量與控制量的關(guān)系：,實(shí)例：,晶體三極管,電流放大倍數(shù),受控源分類,受控電源可分為四種類型：電壓控制電壓源（簡稱VCVS）電壓控制電流源（簡稱VCCS）電流控制電壓源（簡稱CCVS）電流控制電流源（簡稱CCCS）,4.2受控源電路的基本分析方法,電路的基本定理和各種分析計(jì)算方法仍可使用，只是在列方程時，通常要增加一個受控源關(guān)系式。,例4-2-1,解：,（1）基爾霍夫定律,例4-2-3,（2）結(jié)點(diǎn)電壓法,由于控制變量是支路電流，求解較為麻煩。,當(dāng)控制變量是支路電流時，不宜采用結(jié)點(diǎn)電壓法。,（3）回路電流法,練習(xí)：已知uS=10V，R1=4，R2=2，R3=2。求：各支路電流i1、i2和電壓u1。,補(bǔ)充控制量方程,基爾霍夫定律,4.3受控源電路的簡化分析,利用疊加原理、實(shí)際受控電壓源和實(shí)際受控電流源的等效變換、戴維寧定理和諾頓定理可以簡化受控源電路的分析。,原則1：在用疊加原理求解受控源電路時，只應(yīng)分別考慮獨(dú)立源的作用；而受控源僅作一般電路參數(shù)處理。,UD=0.4UAB,例2：,利用疊加原理求電流I1。,解：,代入數(shù)據(jù)解得：,或,補(bǔ)充方程,代入數(shù)據(jù)得：,補(bǔ)充方程,練習(xí)：已知US=10V，IS=2A，R1=3，R2=2，R3=4。試用疊加原理求解支路電流I1和U。,原則2：可以用兩種電源互換簡化受控源電路。但簡化時注意不能把控制量化簡掉。否則會留下一個沒有控制量的受控源電路，使電路無法求解。,解：,A,B,原則3：運(yùn)用戴維南定理和諾頓定理時，受控源和控制量需同時劃為變換部分，并在求輸入電阻時，保留受控源，用外加電壓法求。,例4：已知E=10V，IS=2A，R1=20，R2=30，R3=40，RL=20。試用戴維寧定理和諾頓定理求解負(fù)載電流IL。,解:（1）戴維寧定理,求開路電壓U0,由于RL開路，故IL為零，電流控制源2IL也為零。,求輸入電阻R0,由于除去獨(dú)立電源后二端網(wǎng)絡(luò)含有受控電源，不能直接用電阻串、并聯(lián)公式求解。所以，通常采用外加電壓法來求解。此時，控制量IL變?yōu)镮，且方向改變了，則原來的受控量2IL也要隨之變?yōu)?I，且方向也同時改變（由原來的向左變?yōu)橄蛴遥?若把受控源2I也去除，則：,錯誤！,注意：受控電流源和受控電壓源也可以等效變換，但在變換過程中，不能把受控源的控制量去掉。,求解IL,（2）應(yīng)用諾頓定理時，求解等效電阻R0的方法同上。而求解短路電流ISC的等效電路如圖所示，求解過程如下：,由KCL先求出R1、R2的電流I1、I2分別為,再由KVL列出回路方程為,經(jīng)整理和計(jì)算得到,或受控電流源等效為受控電壓源，再計(jì)算ISC。,負(fù)載電流：,原則1：在用疊加原理求解受控源電路時，只應(yīng)分別考慮獨(dú)立源的作用；而受控源僅作一般電路參數(shù)處理。,原則2：可以用兩種電源互換簡化受控源電路。但簡化時注意不能把控制量化簡掉