學(xué)時(shí)電源間的變換與含受控源電路的分析.ppt

1、1,三端無(wú)源網(wǎng)絡(luò):引出三個(gè)端鈕的網(wǎng)絡(luò)， 并且內(nèi)部沒(méi)有獨(dú)立源。, 2.3 T型、 型網(wǎng)絡(luò)的等效變換 (Y變換),三個(gè)電阻的一端連接在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，它們的另一端接在三個(gè)不同的端鈕上。,T型（Y型）網(wǎng)絡(luò),() ，T(Y)電阻網(wǎng)絡(luò)是三端無(wú)源網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)例子,特點(diǎn)：,2,三個(gè)電阻分別接在兩個(gè)端鈕之間，使三個(gè)電阻構(gòu)成一個(gè)回路。,為什么要進(jìn)行兩者之間 的轉(zhuǎn)換呢？,型（型）網(wǎng)絡(luò),特點(diǎn)：,3,上圖等效,變換條件：,對(duì)應(yīng)端流進(jìn)或流出的電流相等； 對(duì)應(yīng)端間的電壓相等。,保證變換前后電路的外特性不變。,4,Y接: 用電流表示電壓,u12Y=R1i1YR2i2Y,接: 用電壓表示電流,i1Y+i2Y+i3Y = 0,u23

2、Y=R2i2Y R3i3Y,i3 =u31 /R31 u23 /R23,i2 =u23 /R23 u12 /R12,i1 =u12 /R12 u31 /R31,(1),(2),5,由式(2)解得：,根據(jù)等效條件，比較式(3)與式(1)，得由Y接接的變換結(jié)果：,6,或,7,類似可得到由接 Y接的變換結(jié)果：,或,上述結(jié)果可從原始方程出發(fā)導(dǎo)出，也可由Y接 接的變換結(jié)果直接得到。,8,由Y :,由 Y :,特例：若三個(gè)電阻相等(對(duì)稱)，則有,R = 3RY,( 外大內(nèi)小 ),(1) 等效對(duì)外部(端鈕以外)有效，對(duì)內(nèi)不成立。,(2) 等效電路與外部電路無(wú)關(guān)。,9,應(yīng)用：簡(jiǎn)化電路,例. 橋 T 電路,1,

3、2,3,2,1,3,2,10, 2.4 含獨(dú)立電源網(wǎng)絡(luò)的等效變換,一、實(shí)際電源的兩種模型,實(shí)際電壓源,一個(gè)實(shí)際電壓源，可用一個(gè)理想電壓源uS與一個(gè)電阻Ri 串聯(lián)的支路模型來(lái)表征其特性。當(dāng)它向外電路提供電流時(shí)，它的端電壓u總是小于uS ，電流越大端電壓u越小。,u=uS Ri i,Ri: 電源內(nèi)阻,一般很小?,11,一個(gè)實(shí)際電流源，可用一個(gè)電流為 iS 的理想電流源和一個(gè)內(nèi)電導(dǎo) Gi 并聯(lián)的模型來(lái)表征其特性。當(dāng)它向外電路供給電流時(shí)，并不是全部流出，其中一部分將在內(nèi)部流動(dòng)，隨著端電壓的增加，輸出電流減小。,i=iS Gi u,Gi: 電源內(nèi)電導(dǎo),一般很小?,實(shí)際電流源,12,二、電源的等效變換,本

4、小節(jié)將說(shuō)明實(shí)際電壓源、實(shí)際電流源兩種模型可以進(jìn)行等效變換，所謂的等效是指端口的電壓、電流在轉(zhuǎn)換過(guò)程中保持不變。,u=uS Ri i,i =iS Giu,i = uS/Ri u/Ri,通過(guò)比較，得等效的條件：,iS=uS/Ri , Gi=1/Ri,13,由電壓源變換為電流源：,由電流源變換為電壓源：,14,等效變換的注意事項(xiàng),（1）“等效”是指“對(duì)外”等效（等效互換前后對(duì)外伏-安特 性一致），對(duì)內(nèi)不等效。,（2）恒壓源和恒流源不能等效互換,（不存在）,15,（3）注意轉(zhuǎn)換前后 us 與 is 的方向,16,17,（1） 理想電壓源的串并聯(lián),串聯(lián):,uS= uSk ( 注意參考方向),電壓相同的電

5、壓源才能并聯(lián)，否則將違背KVL定律，且每個(gè)電源的電流不確定。,并聯(lián):,三、只含獨(dú)立電源電路的等效化簡(jiǎn),18,（2）理想電流源的串并聯(lián),可等效成一個(gè)理想電流源 i S（ 注意參考方向）。,電流相同的理想電流源才能串聯(lián),并且每個(gè)電流源的端電壓不能確定。,串聯(lián):,并聯(lián)：,19,例3:,例2:,例1:,is=is2-is1,20,四、電壓源與二端網(wǎng)絡(luò)N并聯(lián)，電流源與二端網(wǎng)絡(luò)N串聯(lián),即：對(duì)于外電路而言，電壓源與任意二端網(wǎng)絡(luò)N并聯(lián)都可等效為電壓源。,21,同理：,即：對(duì)于外電路而言，電流源與任意二端網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)的等效電路就是電流源本身,22,應(yīng)用：利用電源轉(zhuǎn)換可以簡(jiǎn)化電路計(jì)算。,例1.,I=0.5A,U=20

6、V,例2.,若求5 中的電流呢？,23,例3.,即,？,24,2.5 受控電源及含受控電源電路的分析,一、受控電源 (非獨(dú)立源)(controlled source or dependent source),其輸出電壓或電流是由電源本身決定的，不受電源外部電路的控制。從能量關(guān)系上看，獨(dú)立電源是電路的輸入，它表示了外界對(duì)電路的物理作用，是電路的能量來(lái)源。,獨(dú)立電源：,受控電源：,是由電子器件抽象而來(lái)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（或電流）的特點(diǎn)。,25,受控電源實(shí)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。,電路符號(hào)：,NOT

7、E：受控源不代表外部對(duì)電路施加的影響，只表明電路內(nèi)部電子器件中所發(fā)生的物理現(xiàn)象的一種模型，以表明電子器件的電流、電壓的轉(zhuǎn)移(transfer)關(guān)系。,26, : 電流放大倍數(shù),四端元件,輸出：受控部分,輸入：控制部分,1) 電流控制的電流源 ( Current Controlled Current Source，CCCS ),（1） 四種類型,27,g: 轉(zhuǎn)移電導(dǎo),2) 電壓控制的電流源 ( VCCS ),3) 電壓控制的電壓源 ( VCVS ),: 電壓放大倍數(shù),28,4) 電流控制的電壓源 ( CCVS ),r : 轉(zhuǎn)移電阻,* ，g， ，r 為常數(shù)時(shí)，被控制量與控制量滿足線性關(guān)系，稱為線

8、性受控源。,29,(1) 獨(dú)立源電壓(或電流)由電源本身決定，與電路中其它電壓、電流無(wú)關(guān)，而受控源電壓(或電流)由控制量決定。,(2) 獨(dú)立源在電路中起“激勵(lì)”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，在電路中不能作為“激勵(lì)”。,分析含受控源電路時(shí)注意： （1）將受控源做為獨(dú)立源處理。 （2）找出控制量與求解量之間的關(guān)系。 （3）受控源和獨(dú)立源不能等效互換。,二、 受控源與獨(dú)立源的比較,30,三、含受控源的電路的分析,例2-8 電路如圖所示，求電壓源電壓us的值及受控源的功率。,解：,根據(jù)KVL,有：,受控源吸收的功率為：,受控源的功率由誰(shuí)提供？,受控源屬于有源元件。其供出的能量是從獨(dú)立電源處獲得的,31,輸入電阻的概念,1. 定義,2. 計(jì)算方法,（1）如果一端口內(nèi)部?jī)H含電阻，則應(yīng)用電阻的串、 并聯(lián)和 Y變換等方法求它的等效電阻；,（2）對(duì)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 流源，求得電壓，得其比值。,32,例,計(jì)算下面例題中電路的輸入電阻,有源網(wǎng)絡(luò)先把獨(dú)立源置零：電壓源短路；電流源斷路