獨(dú)立電源與受控源

1、獨(dú)立電源與受控源(1) 獨(dú)立電壓源一個(gè)二端元件，其 端電壓既獨(dú)立于流過其中的電流，又獨(dú)立于其他支路的電壓和電流，則稱此元件為獨(dú)立電壓源。其電壓-電流關(guān)系是v = v s對(duì)任意的i當(dāng)獨(dú)立電壓源是恒定(直流)電源時(shí)，Vs為常數(shù)，其伏安特性曲線如圖1 (b)所示。當(dāng)獨(dú)立電壓源是時(shí)變電源時(shí)，Vs是時(shí)間t的函數(shù)，其特性曲線如圖1 (c)所示。下 1,0,八0圖1 (a)電壓源的符號(hào)(b)直流電壓源的伏安特性曲線時(shí)變電壓源的伏安特性曲線(2)獨(dú)立電流源一個(gè)二端元件，其 流過的電流既獨(dú)立于其端電壓，又獨(dú)立于其他支路的電壓和電流，則稱此元件為獨(dú)立電流源。其電壓-電流關(guān)系為i = i s對(duì)任意的v當(dāng)獨(dú)立電流源是

2、恒定(直流)電源時(shí)， is為常數(shù)，其伏安特性曲線見圖2 (b)；當(dāng)獨(dú)立電流源是時(shí)變電源時(shí)，is是時(shí)間t的函數(shù)，其特性曲線見圖2 (c)。圖2 (a)電流源的符號(hào)(b)直流電流源的伏安特性曲線時(shí)變電流源的伏安特性曲線對(duì)于獨(dú)立電源來說， 其端電壓和電流的參考方向可以任意地選取。如果取圖1和圖2所示的參考方向，即端電壓和電流取相反的參考方向，則乘積 v(t)i(t) 等于在時(shí)間t時(shí)電源所放出的功 率；如果端電壓和電流取一致的參考方向，則乘積 v(t)i(t) 等于在時(shí)間t時(shí)電源所吸收的功率。從圖1和圖2可見，獨(dú)立電源的特性曲線在vs w 0時(shí)是i-v平面上的一條或一族不經(jīng)過原點(diǎn)的直線。結(jié)論 >

3、(3)受控源與獨(dú)立電源不同，受控電壓源或受控電流源的波形受到電路中其他支路的電壓或電流控制 控電源可分為四類：圖3受控電源的四種型式(a) VCCS ( b) CCCS ( c) VCVS ( d) CCVSa)電壓控制型電流源(VCCS , 簡(jiǎn)稱壓控電流源如圖3 (a)所示，圖中支路 2為電流源，其電流受支路 1的電壓控制。壓控電流源的特性為h =o 1=g/J式中g(shù)m=i 2/v i,稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。b)電流控制型電流源(CCCS , 簡(jiǎn)稱流控電流源如圖3 (b)所示。圖中支路 2為電流源，其電流受到支路1中的電流控制。流控電流源的特性為心01式中B =i 2/i 1,稱為電流比。c)電壓控

4、制型電壓源(VCVS ,簡(jiǎn)稱壓控電壓源如圖3 (c)所示，圖中支路 2為電壓源，其電壓受支路 1的電壓控制。壓控電壓源的特性是1匕=iJ式中心=V2/ V1,稱為電壓比。d)電流控制型電壓源(CCVS ,簡(jiǎn)稱流控電壓源如圖3 (d)所示，圖中支路 2為電壓源，其電壓受支路 1中的電流控制。流控電壓源的特性為-0 1%="J式中rm=V2/i 1,稱為轉(zhuǎn)移電阻。受控電源與獨(dú)立電源不同，獨(dú)立電源可以看作是一個(gè)二端電阻器，它總是非線性的，而受控電源可以是線性定常的、時(shí)變的，也可以是非線性定常的、時(shí)變的。在上面四個(gè)公式中，由于系 數(shù)B、g.以及rm是常數(shù)，所以由它們表征的受控源是線性定常元件

5、。當(dāng)系數(shù)分別為B (t)、gm(t)、a(t)及rm(t),即都與時(shí)間有關(guān)時(shí)，則受控電源為線性時(shí)變?cè)?。如果四類受控源的受控量分別用 i 2=f(V 1)i2=f(V 1,t) > i 2=f(i1)i2=f(i1 , t)、V2=f(V 1)v2=f(v 1,t)以及V2=f(i1)V2=f(i1,t)表示，那么它們是非線性定常元件(非線性時(shí)變?cè)?。此外，獨(dú)立電源是輸入，代表外界對(duì)電路的作用；而受控電源僅是一種用來表示一個(gè)支路和另一支路之間的耦合關(guān)系的物理模型。在實(shí)用中，受控電源常被用來模擬電子器件中所發(fā)生的物理現(xiàn)象。最后，討論受控電源吸收的瞬時(shí)功率。由于 V、i采用一致參考方向(見圖 3),故受控電源吸 收的瞬時(shí)功率p(t) = V 1(t)i 1(t)+V 2(t)i 2(t)因?yàn)橹?不是V1=0就是i 1=0,所以上式可寫成p(t) = V 2(t)i 2(t)現(xiàn)在，假定我們研究的是VCVS并將它的支路 1連接到獨(dú)立電壓源 V1,支路2連接到線性電阻器K上(如圖4所示)。此時(shí)由于i 2=-V 2/ R,所以上式可以寫成P0)-RL