學(xué)時含受控源電路分析和習(xí)題ppt課件

1、復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：l 獨立電源獨立電源l Is，iS伏安特性、開路與短路、伏安特性、開路與短路、功率功率復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：l 電路等效的概念電路等效的概念BACAl 電阻電路的等效電阻電路的等效l 串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)、 與與Y Y型型復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：i+_uSRi+u_iGi+u_iSl 實踐電流源于實踐電壓源的等效實踐電流源于實踐電壓源的等效l iiissRGRui1,恒壓源和恒流源不能進展等效變換恒壓源和恒流源不能進展等效變換留意轉(zhuǎn)換前后留意轉(zhuǎn)換前后 us us 與與 is is 的方向的方向10V+-2A2I討論題討論題?IA32410A72210A5210III哪哪個個答答案案對對?+

2、-10V+-4V2 1 理想電壓源的串并聯(lián)理想電壓源的串并聯(lián)串聯(lián)串聯(lián):uS= uSk ( 留意參考方向留意參考方向)電壓一樣的電壓源電壓一樣的電壓源才干并聯(lián)，否那么才干并聯(lián)，否那么將違背將違背KVL定律，定律，且每個電源的電流且每個電源的電流不確定。不確定。uS2+_+_uS1+_uS+_5VI5V+_+_5VI并聯(lián)并聯(lián):21sssuuu三、只含獨立電源電路的等效化簡三、只含獨立電源電路的等效化簡2理想電流源的串并聯(lián)理想電流源的串并聯(lián)可等效成一個理想電流源可等效成一個理想電流源 i S 留意參考方向。留意參考方向。電流一樣的理想電流源才干串聯(lián)電流一樣的理想電流源才干串聯(lián),并且每個電流并且每個電

3、流源的端電壓不能確定。源的端電壓不能確定。串聯(lián)串聯(lián):并聯(lián)：并聯(lián)：iS1iS2iSkiSskssssksiiiiii 21 ,例例3:例例2:例例1:is=is2-is1usisususisisus1is2is1us2is四、電壓源與二端網(wǎng)絡(luò)四、電壓源與二端網(wǎng)絡(luò)N并聯(lián)，電流源與二端網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，電流源與二端網(wǎng)絡(luò)N串聯(lián)串聯(lián)uSuiiuNSu即：對于外電路而言，電壓源與恣意二端網(wǎng)絡(luò)即：對于外電路而言，電壓源與恣意二端網(wǎng)絡(luò)N N并聯(lián)都可等效并聯(lián)都可等效為電壓源。為電壓源。 ？并入網(wǎng)絡(luò)并入網(wǎng)絡(luò)N N的前后改動的是什么呢？的前后改動的是什么呢？同理：同理：uiiusisiN即：對于外電路而言，電流源與恣意二端

4、網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)的等即：對于外電路而言，電流源與恣意二端網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)的等效電路就是電流源本身效電路就是電流源本身 ？串入網(wǎng)絡(luò)串入網(wǎng)絡(luò)N N的前后改動的是什么呢？的前后改動的是什么呢？運用：利用電源轉(zhuǎn)換可以簡化電路計算。運用：利用電源轉(zhuǎn)換可以簡化電路計算。例例1.I=0.5A6A+_U5510V10V+_U55 2A6AU=20V例例2.5A3472AI+_15v_+8v77I假設(shè)求假設(shè)求5 5 中的電流呢？中的電流呢？RRL2R2RRRIS+_ULRLIS/4RI+_ULLLSL 4RRRRIU例例3.即即RRRL2R2RR+ UL-IS？2.5 受控電源及含受控電源電路的分析受控電源及含受控電源電路的分

5、析一、受控電源一、受控電源 ( (非獨立源非獨立源) )(controlled source or dependent source)(controlled source or dependent source)其輸出電壓或電流是由電源本身決議的，不受電源外部電路其輸出電壓或電流是由電源本身決議的，不受電源外部電路的控制。從能量關(guān)系上看，獨立電源是電路的輸入，它表示的控制。從能量關(guān)系上看，獨立電源是電路的輸入，它表示了外界對電路的物理作用，是電路的能量來源。了外界對電路的物理作用，是電路的能量來源。獨立電源：獨立電源：受控電源：受控電源：是由電子器件籠統(tǒng)而來的一種模型。如：晶體管、真空管等，是

6、由電子器件籠統(tǒng)而來的一種模型。如：晶體管、真空管等，它們具有輸入端的電壓或電流能控制輸出端的電壓或電它們具有輸入端的電壓或電流能控制輸出端的電壓或電流的特點。流的特點。NPNNPN型三極管型三極管e e等效電等效電路模型路模型受控電源實為一雙口元件，即它含有兩條支路，一為控制支受控電源實為一雙口元件，即它含有兩條支路，一為控制支路，另一為受控支路。路，另一為受控支路。電路符號：電路符號：+受控電壓源受控電壓源受控電流源受控電流源NOTE：受控源不代表外部對電路施加的影響，只闡明電路內(nèi)：受控源不代表外部對電路施加的影響，只闡明電路內(nèi)部電子器件中所發(fā)生的物理景象的一種模型，以闡明電子器部電子器件中

7、所發(fā)生的物理景象的一種模型，以闡明電子器件的電流、電壓的轉(zhuǎn)移件的電流、電壓的轉(zhuǎn)移(transfer)關(guān)系。關(guān)系。NPNNPN型三極管型三極管e e : : 電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)四端元件四端元件 i1i1+_u2i2_u1i1+12ii 輸出：受控部分輸出：受控部分輸入：控制部分輸入：控制部分1) 電流控制的電流源電流控制的電流源 ( Current Controlled Current Source，CCCS )1 四種類型四種類型g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo)轉(zhuǎn)移電導(dǎo) 2) 2) 電壓控制的電流源電壓控制的電流源 ( VCCS )( VCCS )u1gu1+_u2i2_i1+12gui 3) 3) 電壓

8、控制的電壓源電壓控制的電壓源 ( VCVS ) ( VCVS ) u1u1+_u2i2_u1i1+-12uu : 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) ri1+_u2i2_u1i1+-4) 4) 電流控制的電壓源電流控制的電壓源 ( CCVS )( CCVS )12riu r : 轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電阻 * ，g， ，r 為常數(shù)時，被控制量與控制量滿足線性關(guān)系，為常數(shù)時，被控制量與控制量滿足線性關(guān)系，稱為線性受控源。稱為線性受控源。(1) (1) 獨立源電壓獨立源電壓( (或電流或電流) )由電源本身決議，與電路中其它電壓、由電源本身決議，與電路中其它電壓、電流無關(guān)，而受控源電壓電流無關(guān)，而受控源電壓( (或電

9、流或電流) )由控制量決議。由控制量決議。(2) (2) 獨立源在電路中起獨立源在電路中起“鼓勵作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電鼓勵作用，在電路中產(chǎn)生電壓、電流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，在電路流，而受控源只是反映輸出端與輸入端的受控關(guān)系，在電路中不能作為中不能作為“鼓勵。鼓勵。分析含受控源電路時留意：分析含受控源電路時留意：1將受控源做為獨立源處置。將受控源做為獨立源處置。2找出控制量與求解量之間的關(guān)系。找出控制量與求解量之間的關(guān)系。3受控源和獨立源不能等效互換。受控源和獨立源不能等效互換。二、二、 受控源與獨立源的比較受控源與獨立源的比較三、含受控源的電路的分析三、含受控源的電路

10、的分析例例2-8 2-8 電路如下圖，求電壓源電壓電路如下圖，求電壓源電壓usus的值及受控源的功率。的值及受控源的功率。Suu2i1u60.98i0.14.9V5i1i解：解：24.90.98A5i 10.980.10.002Vuii20.981Aiii 又根據(jù)根據(jù)KVL,KVL,有：有：14.94.898V uu166.002VSuui 受控源吸收的功率為：受控源吸收的功率為：0.98-4.8Wpui受控源的功率受控源的功率由誰提供？由誰提供？受控源屬于有源元件。其供出受控源屬于有源元件。其供出的能量是從獨立電源處獲得的的能量是從獨立電源處獲得的 輸入電阻的概輸入電阻的概念念 1. 定義定

11、義無無源源+-ui輸入電阻輸入電阻iuRin 2. 計算方法計算方法1 1假設(shè)一端口內(nèi)部僅含電阻，那么運用電阻的串、假設(shè)一端口內(nèi)部僅含電阻，那么運用電阻的串、 并聯(lián)并聯(lián)和和 YY變換等方法求它的等效電阻；變換等方法求它的等效電阻； 2對含有受控源和電阻的兩端電路，用電壓、電流法求輸對含有受控源和電阻的兩端電路，用電壓、電流法求輸 入電阻，即在端口加電壓源，求得電流，或在端口加電入電阻，即在端口加電壓源，求得電流，或在端口加電 流流源，求得電壓，得其比值。源，求得電壓，得其比值。例例US+_R3R2R1i1i2計算下面例題中電路的輸入電阻計算下面例題中電路的輸入電阻R2R3R1321/)(RRR

12、Rin 有源網(wǎng)絡(luò)先把獨立源置有源網(wǎng)絡(luò)先把獨立源置零：電壓源短路；電流零：電壓源短路；電流源斷路，再求輸入電阻源斷路，再求輸入電阻無源電無源電阻網(wǎng)絡(luò)阻網(wǎng)絡(luò)例例US+_3i16+6i1U+_3i16+6i1i外加電壓源外加電壓源1115 . 163iiii 111936iiiU 65 . 1911iiiURin受控源和電阻組成的網(wǎng)絡(luò)，可等效為一個電阻。受控源和電阻組成的網(wǎng)絡(luò)，可等效為一個電阻。例例 求電路的輸入電阻求電路的輸入電阻u1+_15 0.1u15+iui1i21115iu 1125 . 110iui 1215 . 2 iiii 11115 .27 155 . 255iiiuiu 115

13、. 25 .2711iiiuRinu1+_15 510 11151015105inR等效等效另一種方法：另一種方法：例例求求Rab和和Rcd2u1+_3 6u1+dcab+_ui1115223uuuuab./ 3066211/ababuuuui 1 2.50.4ababuuu 30iuRabab/11112266uuuuucd )(+_ui63211/uuuicd 12iuRcdcd/6 ？例例簡化電路：簡化電路：受控源和獨立源一樣可以進展電源轉(zhuǎn)換。但要受控源和獨立源一樣可以進展電源轉(zhuǎn)換。但要留意，互換過程中不能把控制量化簡掉。留意，互換過程中不能把控制量化簡掉。10V2k+_U+500I-

14、-I1.5k10V+_UI1050020000101500UIIUI1k10V1k0.5II+_U+_510V+_UIU=3(2+I)+4+2I=10+5IU=3I1+2I1=5I1=5(2+I)=10+5I+_4V2+_U-3(2+II3I12+_U-I12AI例例+求求Rf 為何值時，其上獲最大功率，并求此最大功率。為何值時，其上獲最大功率，并求此最大功率。UsRfRiUI解：解：ffiSfffiSRRRURIPRRUI22,當：當：時，獲最大功率。時，獲最大功率。0ffdPdR 由此得由此得 Rf =Ri，稱其為匹配條件。，稱其為匹配條件。此時：此時：iSfSRUPUU4,%50,22

15、2.6 簡單電路計算習(xí)題課簡單電路計算習(xí)題課(補充補充)題題1224()2()()iffifsfifRRRR RdPUdRRR 23()ifsifRRURR 5V5V10IaIbIc1010題題2Ia= _, Ib= _, Ic= _1.5A 0A -1.5A3I2I1I)A(5 . 010/5I1)A(5 . 010/5I2)A( 1III213R= _ , Us= _66V10等效等效abRUs+_ab6A2A6V+_10題題3ab6V60V10 ab66V10 Pis = _ , Pus = _-16W 4W4V1- -+2A2題題42V2A4A2VRRRRRRabRab = _.R/6

16、題題5電阻網(wǎng)絡(luò)化簡電阻網(wǎng)絡(luò)化簡RRRRRRababaabbI1 = _電路如以下圖所示。當電路如以下圖所示。當k=2時，求時，求 I1= ?7A23I2+_I13A6+U1kU1I22題題6含受控源電路含受控源電路KCL分析分析)V(1262kU, )V(623U11)A(623I3, )A(26126kUI212)A(7263II33I221題題72AR=3g1A4VI3I22V13 2 2cdabefI1(1) 求求I1, I2, I3, Uab, Ueg；Uab=3-1=2VUeg=4-2-6 =-4VI1=2+1-1=2AI2=2-0.5=1.5AI3=-2(A)1A0.5A3V+-

17、-1V+- -Uab+- -6V+- -Ueg+- -1A0.5A2AR=3g1A4VI3I22V13 2 2cdabefI110V+- -Ueg+- -R=5 Ueg=4-2-10 =-8VI1, I2不變。不變。(2) 假設(shè)假設(shè)R變?yōu)樽優(yōu)? ， 問問Ueg, I1, I2如何變化？如何變化？ 題題8 (1) 求求Rab、 Rac 。 2baca2344422baca2344425 . 1)24/4/(42/2/3Rab0.83365 34/)24/4/(2/2acR簡單電阻串并聯(lián)簡單電阻串并聯(lián) (2) 求求 Rab .a40.6642ba40.6642b3)4/42/(66 . 0abR簡

18、單串并聯(lián)簡單串并聯(lián)長線、節(jié)點長線、節(jié)點a242142b(3) 求求 Rab .21b2a244(b) 開路：開路：Rab=2/(4+2)/(2+1)=1 (a) 短路：短路：Rab=2/(4/2+2/1)=1 電橋平衡電橋平衡R1 R4 =R2 R3 電橋平衡電橋平衡Uab=0R1R3R4R2+_usRgabIab=0(1)知電流為零的支路可以斷開知電流為零的支路可以斷開(2)知電壓為零的節(jié)點可以短接知電壓為零的節(jié)點可以短接25V25Vaba,b等電位點，等電位點，I = 025V21VabIa,b非等電位點非等電位點I = 0I等電位點之間開路或等電位點之間開路或短路不影響電路的電短路不影響電路的電壓電流分布壓電流分布510V10V6A510V6A52A6A58A510V10V6A510V10V6A510V30V+- -題題9化簡化簡電路電路題題10 電路如圖，求圖中電流電路如圖，求圖中電流 I 。444244444I-42V-42V+42V2-42V-42V1212124I+42V412121242-42V-42V4I+42