学时含受控源电路分析和习题PPT课件

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
B
A
C
电阻电路的等效 串联、并联、混联、 与Y型
A
2
复习：
实际电流源于实际电压源的等效
i
+ uS _
Ri
+
iS
u
isusRi , Gi 1Ri
_
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
i + Gi u _
28
题3
a
a
10
6A
等效
R
+
+
R= __1__0 ___ , Us= __6_6_V___
_6V 2A
_ Us
b
b
a 10
60V
a 10
6V
66V
29
b
b
题4
2V
2V
1 2A
4A
2A -
2
4V
+
Pis = _4_W____ , Pus = __-1_6_W__
题5
a
a
R R
电阻网络化简 b R
34
(2) 求 Rab .
4
4
2 0.6
6
简单串并联 长线、节点
4
2 4 6
0.6
a ab
R a b0 .6 [6 /2 / (4 /4 /) ]3 Ω
b
35
(3) 求 Rab .
a
2
2
1
2
4
b 4
电桥平衡
2
4
4
a 2
1
2
b
(a) 短路：Rab=2//(4//2+2//1)=1 (b) 开路：Rab=2//(4+2)//(2+1)=1
b
a
R
b
Rab = ___R__/6___.
Ra
a
R
R RR R R R
b
b
30
题6 电路如下图所示。当k=2时，求 I1= ?
2 + U1 _
3A I2
2
+
6
kU1 _
I1
含受控源电路KCL分析
3I2
I1 = ___7_A___
U 1 3 2 6 ( V ) ,k 1 U 2 6 1 ( V ) 2
37
题9
化简
5
电路
10V
5
10V
10V
6A
2A 5
6A 6A
8A 5
10V
10V 10V
10V
10V
30V
+ -
5
6A
5
6A
5
38
题10 电路如图，求图中电流 I 。
-42V 4
-42V 4
Y-Δ变换 电源等效变换
4
4
4
4
12 12
12 12
4
4 I
4
12 4
12
4 I
-42V 4
2
+42V 2
º I º + 5V _
º
º 串联:
uS= uSk ( 注意参考方向)
º I
º
º
usus1us2
并联:
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）。
iS1
iS2
º iSk
º iS
入电阻，即在端口加电压源，求得电流，或在端口加电
流源，求得电压，得其比值。
20
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
R3 +
US_
R2 R3
R1
R in(R 1R 2)/R /3
无源电 阻网络
21
例
6 + US
_ i1
6i1
－
+
_
2A
4
8v
+
I 7
I=0.5A
例2.
5 10V 10V 6A
+ 5 U_
2A
6A
+ U_ 5∥5
U=20V
若求5 中的电流呢？
10
例3.
IS
R
R 2R
R RL + UL -
2R
？ IS/4
即 RR
I
+
R
U_L RL
IS R
2R
2R
RL
+ U_L
UL
IS 4
RRL RRL
11
§2.5 受控电源及含受控电源电路的分析
电路符号：
+
–
受控电压源
受控电流源
14
（1） 四种类型
1) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source， CCCS )
四端元件
i1
i2
+
+
u_1
i1 u2 _
i2 i1
: 电流放大倍数
输入：控制部分
输出：受控部分
15
2) 电压控制的电流源 ( VCCS )
I2 k1 6 U 16 2 2 (A ),3 I2 3 2 6 (A )
I 1 3 3 I 2 I 2 3 6 2 7 ( A )
31
题7
+
Ueg - g + 6V -
R=3 2A
e
1 a + Uab - b 2
f
1A + + 0.5A
I2
1A
4V
3 3V 1V 2
2V
一、受控电源 (非独立源)
(controlled source or dependent source)
独立电源：
其输出电压或电流是由电源本身决定的，不受电源外部电路 的控制。从能量关系上看，独立电源是电路的输入，它表示 了外界对电路的物理作用，是电路的能量来源。
受控电源：
是由电子器件抽象而来的一种模型。如：晶体管、真空管等，
10V
U101500I
1.5k
I
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
-
例 2A
U=3I1+2I1=5I1=5(2+I)=10+5I
3I1 + I
º
I1
+ +
2
U_
10V_
5
I
º
+
U_
º
º
+ 4V_
2
3(2+I） I º +
U _
º
U=3(2+I)+4+2I=10+5I
18
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
uS
0.1 u1
0.98i u
解：
4.9 i2 5 0.98A
又 i2 0.98i
4.9V 5 i2
i 1A
u 1 i 0 .9 8 i 0 .1 0 .0 0 2 V
根据KVL,有： uu14.94.898V uSu16i6.002V
去掉
+ 30V3 6I
10 6
I1
I1U 31U 6142.75 A 4A
或 I1=(-U1+30)/6=2.75A
+
+ 30V-
U1 3 -
6
6 I1
回到原电路求出电流源的端电
压Us和流过电压源的电流I Us= U1 +204=93.5V I= I1 +30/10=5.75A
3
讨论题
+ 10V -
I
2 2A
I ?
? 哪 I 10 5 A
个
2
答 案 对
? I 10 2 7 A 2
? I 10 4 3 A 2
10V + -
2 +
- 4V
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 _
+
+
5V_ 5V_
º +
uS _
受控源吸收的功率为： pu0.98i-4.8W
受控源属于有源元件。其供出 的能量是从独立电源处获得的
受控源的功率
由谁提供？
19
输入电阻的概念
1. 定义
无 源
i
+ u
-
输入电阻
R in
u i
2. 计算方法
（1）如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、 并联和 —Y变换等方法求它的等效电阻；
（2）对含有受控源和电阻的两端电路，用电压、电流法求输
i1
i2
+
+
i2 gu1
u_1
gu1
u2 _
g: 转移电导
3) 电压控制的电压源 ( VCVS )
i1
i2
+
++
u2 u1
u_1
u1
-
u2 _
: 电压放大倍数
16
4) 电流控制的电压源 ( CCVS )
i1
i2
+
++
u2 ri1
u_1
ri1 -
u2 _
r : 转移电阻
* ，g， ，r 为常数时，被控制量与控制量满足线性关系，
它们具有输入端的电压（或电流）能控制输出端的电压（或电 流）的特点。
12
e
NPN型三极管
13
等效电 路模型
e
NPN型三极管
N部件受路O电的控，T子电E电另：器流源一受件、实为控中电为受源所压控一不发的支双代生转路口表的移。元外物(t件r部理a，n对现s即f电e象r它)路的关含施一系有加种。两的模条影型支响，路，以，只表一表明为明电控电子制路器支内
称为线性受控源。
17
二、 受控源与独立源的比较
(1) 独立源电压(或电流)由电源本身决定，与电路中其它电压、 电流无关，而受控源电压(或电流)由控制量决定。
(2) 独立源在电路中起“激励”作用，在电路中产生电压、电 流，而受控源只是反映输出端与输入端的受控关系，在电路 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。
I a
10
Rab
+
+
b
U -
+
0.2U2 U-2 U1 -
10
+ 5U1 -
U =6I Rab = 6
加压求流求等效电阻
41
题12 求电压源和电流源的功率。
“概念清楚，思路敏捷” +
Us 所求会的对量在计变算化U过1和程I中1产要保生持不变 -
影响吗？ U1=9(3//6//6)=13.5V
20
4A + U1 -
º
º
is is,k is is 1 is 2 isk
串联: 电流相同的理想电流源才能串联,并且每个电流 源的端电压不能确定。
6
例1:
us
is
us
例2:
us
is
is
例3:
us1
us2 is2
is1
is is=is2-is1
7
四、电压源与二端网络N并联，电流源与二端网络N串联
i
uS
Nu
i
uS
U
2 s
Ri Rf (Ri Rf )3
由此得 Rf =Ri，称其为匹配条件。
此时：
UU 2S,5% 0,Pf U 4R S2 i
27
题2
I
5V
Ia
1
10
I 3
10
5V Ib
I 10 2
Ic
I15/1 00.5(A )
I25/1 00.5(A ) I3I1I21(A)
Ia= _1_.5_A___, Ib= _0_A____, Ic=-_1_.5_A__
2 +42V
2
2
2
4
I 4
42V
42V
6
6
6 4
4
I
2
+42V
39
2 2
2
2
4
I 4
42V
42V
10.5A
2
4
6 7A
I 4
由电源等效变换 I 2.4 3.5 1A
6 2.4
3.5A 2.4
2 I 4
40
5题. 11 求图示电路的输入电阻 。
Rab = U / I
U =10I+U2- U1 U2 = 5U1 I = -0.2U2
u
即：对于外电路而言，电压源与任意二端网络N并联都可等效
为电压源。
并入网络N的前后改变的是什么呢？
？
8
同理：
i N
is
u
i
is
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.
7
5A
3
I
+
15v_
7
26
§ 2.6 简单电路计算习题课(补充)
题1 求Rf 为何值时，其上获最大功率，并求此最大功率。
Ri
I
解： IR iU S R f ,Pf I2R f R iU S R f 2•R f
Us
Rf U
当： d P f 0
dR f
时，获最大功率。
ddR Pf U2s[(Ri Rf()R 2i2R (R f)f4Ri)Rf]
3
I1
c
I1, I2不变。
Ueg=4-2-10 =-8V
RR==35 b 2
0.5A 2 I3 d
f I2 2V
33
题8 (1) 求Rab、 Rac 。
简单电阻串并联
c
2 2
a
a
4
c
4
4
4
4
2
2 2
4 2
a
3
3
b
a
b
R a b 3 /2 //2 [ / 4 /4 //4 ( / 2 ) ] 1 .5 Ω R ac 2/2 ///4 [/4 (/2 )/4 /3 ]6 5Ω 0.Ω 833
36
a
R1
R3
Rg
a I
2
5V
b a,b等电位点，
2 I=0
5V
R2
R4
b
+ us _ R1 R4 =R2 R3 电桥平衡
a I