当前课程知识点:电路基础及应用 > 第1章 电路模型和电路定律 > 1.4.5受控源 > 受控源
同学们好
前几次课我们学习了独立源
今天我们学习受控源
独立源指的是电源的参数
由电源本身来决定
也就是说电源的电压或电流
有它自己固定的数值或固定的变化规律
受控源指的是电源的电压或电流没有自己给定的值
也没有自己给定的变换规律
换一句话说它的端电压或端电流
受电路中其它支路的电压或许电流的控制
例如变压器
当变压器原边和副边的匝数一定的时候
副边的电压就会随着原边电压的变化而变化
因此变压器可以等效成
由原边电压控制副边电压的一个受控源
同理 三极管 三极管有三个极
分别为基极写成b、集电极用c来表示
发射级用e表示
当三极管工作在放大区时
集电极的电流ic
会随着基极电流ib的变化而变化
因此 从这一个角度讲
三极管可以等效为由基极电流ib控制集电极电流
ic的一个受控源
我们采用菱形符号来代表受控源
比如这个就代表受控的电压源
电压源的极性用正负符号来表示
正负符号既可以写着菱形符号的外面
也可以写在里面 同理
对于受控的电流源
我们也采用菱形符号来表示
只不过用箭头来代表方向
箭头既可以放在外面也可以放到里面
因此到现在为止
电源的表示是采用不同的符号来表示的
其中独立源用圆圈来表示
受控源用菱形符号来表示 电压源
用正负极性来表示它的方向
电流源用箭头来表示方向
例如这是一个受控源
这个受控源的右边部分是被控制的部分
简称为受控部分
从i2的表达式可以看出来
i2等于β倍的i1
换一句话说 i2受i1的控制
因此i1所在的支路也就是左边部分称之为控制部分
受控部分有两个外接端子与外电路相连
控制部分也有两个端子与外电路相连
因此受控源是一个四端元件
下面我们就来看受控源的分类
受控源的控制量和被控制量都可以是电流和电压
当它的被控制量是电压的时候
我们称它为受控电压源
同理 当它的被控制量是电流的时候
称之为受控电流源
根据它的控制量
是电压还是电流 称为电压控制和电流控制
如果控制量是电压叫电压控制
如果控制量是电流就叫电流控制
因此 根据控制量和被控制量之间的组合
就可以分成四种受控源 电压控制的电压源
电压控制的电流源
电流控制的电压源和电流控制的电流源
这么四种
下面我们就分别来看这四种受控源
第一种
电流控制的电流源
这个是电流控制的电流源的英文
所以用它的首字母进行缩减
写成CCCS
因此CCCS就代表电流控制的电流源
电流控制的电流源是这样一个符号
怎么看呢 CCCS
采用这么一个符号来表示
从这一个图上面来看
i2等于β倍的i1
换一句话说 i2受i1的控制
i1是电流所以叫电流控制
i2本身也是电流 被控制量是电流
所以叫电流源
因此综合起来叫电流控制的电流源
因为i2等于β倍的i1
所以β就等于i2和i1的比值
β叫电流放大倍数 是一个没有量纲的量
第二种受控源 电流控制的电压源
缩写为CCVS 它的符号是这样一个符号
u2等于r*i1
也就是它的被控制部分是电压
所以叫受控的电压源
u2等于r倍的i1 受i1的控制
i1是电流
所以叫电流控制的电压源
从u2等于r倍的i1知道 r会等于u2和i1的比值
i1是左边部分的电流 u2是右边部分的电压
因此这里的r成为转移电阻
之所以叫做转移
是因为i1和u2不在同一部分
所以叫做转移
第三种电压控制的电流源 简称为VCCS
这个是它的符号
受控部分是电流i2 所以叫受控电流源
i2的值等于g乘以u1
所以它受u1的控制
u1是电压 所以叫电压控制的电流源
很显然这里的g会等于i2和u1的比值
因此它叫转移导纳
i2和u1不在同一部分
所以叫转移
g等于i2和u1的比值
它有着导纳的量纲
所以叫转移导纳
第四种 电压控制的电压源 简称为VCVS
显然这里的受控部分是电压
所以叫受控电压源
从表达式可以看出来
μ会等于u2和u1的比值
所以μ没有量纲
因此μ叫电压放大倍数
下面我们请大家来认一认这一个图中的电源
我们从最左边的这一条支路开始
有一个电源
它的大小为5v
是一个圆形符号表示 数值等于5
所以是一个独立的电压源
再看左边的第二条支路有一个电源
大小是6倍的U
从它的符号是一个菱形符号看出来
它是一个受控的电源
这个受控电源是用正负极性来表示的
所以它是一个受控的电压源
它的大小等于6倍的U
而U代表的是1KΩ的电阻两端的电压
所以它是电压控制的电压源
再看这一个元件
3倍U 依然是一个菱形符号
所以是一个受控源
它是用箭头来表示方向的
因此是一个受控的电流源
在看它的值等于3倍的U
也就是说它受U的控制
而U代表的是1kΩ电阻两端的电压
因此叫电压控制的电流源
最后看
这一个电源
这个电源用菱形符号表示
所以依然是一个受控源
这个受控源也是用的箭头来表示方向的
所以是一个受控电流源
再看它的数值等于2倍的i
这里的i代表的是流过1kΩ的电阻的电流
所以它是电流控制的电流源
当然这个电路中还有一个10伏的独立电压源
受控源与独立源来做比较
它有这几方面的不同
第一
独立源的参数由电源本身来决定
与电路中其它的支路电压与支路电流是无关的
而受控源的参数直接由控制量来决定 换一句话
受控源的参数由其它支路的电压和电流来控制
第二
独立源可以作为激励
在电路中产生电压和电流
而受控源不能作为激励使用
第三点 独立源是一个二端元件
而受控源是四端元件
因为它有控制端与被控制端两个部分
受控源在工程实例中非常常见
比如说我们的三极管
左边是低频小功率的三极管
右边是高频的小功率管
除了这些以外
还有低频大功率的三极管
高频大功率的三极管以及开关三极管等等
这一些三极管的模型之一是这样一个电路
因为它的集电极电流受基极电流的控制
所以在电路中可以采用电流控制的电流源来表示
ic等于β倍的ib
同理 理想变压器的副边电压
是随着原边电压的变化而变化的
用数学表达式表示就是
原边电压u1等于副边电压的n倍
这里的n代表原边和副边的匝数比
i2等于负n倍的i1
因此 我们先画出原、副边的电压和电流
下面我们来看原边的等效电路
从这一个表达式来看
u1等于n倍的u2
也就是说
u1的大小会于n倍的u2
同时从n前面的正号可以看出
u1和u2的参考方向是相同的
因此这一个受控电压源的方向就是
上端为正 下端为负
再来看
副边的等效电路
从这一个表达式来看
i2等于负的n倍的i1
也就是说
i2随着i1的变化而变化
因此副边等效为一个受控的电流源
从n前面的负号可以看出来
i2和i1的方向是相反的
所以受控源的参考方向是朝下的
很显然这一个等效电路是
根据这两个表达式没有做任何变换得到的
如果把这个表达式稍微变化一下
得到的这一个等效电路很显然会是不一样的
也就是说
对于同一个电路可以画出很多种受控源的等效电路
看这个表达式怎么决定
-1.1电路及其组成
--电路及其组成
--电路及其组成
-1.2集总电路和电路模型
-1.3.1 电路变量-电流和电压
-1.3.2 电路变量-电功率和电能
-1.4.1电路元件的概念
--电路元件的概念
--电路元件的概念
-1.4.2电阻元件
--电阻元件
--电阻元件
-1.4.3独立电压源
--独立电压源
--独立电压源
-1.4.4独立电流源
--独立电流源
--独立电流源
-1.4.5受控源
--受控源
--受控源
-1.5.1基尔霍夫电流定律
--基尔霍夫电流定律
--基尔霍夫电流定律
-1.5.2基尔霍夫电压定律
--基尔霍夫电压定律
--基尔霍夫电压定律
-第1章 电路模型和电路定律--第1章习题
-2.1电阻的串联和并联等效变换
-2.2平衡电桥
--平衡电桥
--平衡电桥
-2.3电阻的Y形连接和△形连接等效变换
-2.4理想电压源、电流源的串联和并联
-2.5两种实际电源的等效变换
-2.6输入电阻
--输入电阻
--输入电阻
-第2章 电阻电路的等效变换--第2章习题
-3.1 电路分析方法
--电路分析方法
--电路分析方法
-3.2.1结点电压法
--结点电压法
--结点电压法
-3.2.2含受控源的结点法
--含受控源的结点法
--含受控源的结点法
-3.2.3含电流源与串联电阻的结点法
-3.2.4含电压源的结点法
--含电压源的结点法
--含电压源的结点法
-3.3.1回路电流法
--回路电流法
--回路电流法
-3.3.2 含电流源的回路法
--含电流源的回路法
--含电流源的回路法
-3.4 结点法和回路法的比较
-3.5 含三极管的直流电路分析
-3.6 含理想运放的直流电路分析
-3.7 卡西欧计算器在稳恒直流电路中的应用
-第3章 电阻电路的一般分析--第3章习题
-4.1叠加定理
--叠加定理
--叠加定理
-4.2替代定理
--替代定理
--替代定理
-4.3戴维南定理和诺顿定理
-4.4最大功率传输定理
--最大功率传输定理
--最大功率传输定理
-第4章 电路定理--第4章习题
-5.1 电容元件
--电容元件
--电容元件
-5.2 电感元件
--电感元件
--电感元件
-5.3 动态电路及其阶数
--动态电路及其阶数
--动态电路及其阶数
-5.4 动态电路的换路定律
-5.5 动态电路的初始条件
-5.6.1 RC电路的零输入响应
-- RC电路的零输入响应
-- RC电路的零输入响应
-5.6.2 RL电路的零输入响应
-5.6.3 一阶电路零输入响应的工程应用实例
-5.7 一阶电路的零状态响应
-5.8 一阶电路的全响应
--一阶电路的全响应
--一阶电路的全响应
-5.9 一阶电路响应的分解
-5.10 一阶电路的工程应用举例: RC微积分电路
-第5章 动态电路时域分析--第5章习题
-6.1正弦量的基本概念
--正弦量的基本概念
--正弦量的基本概念
-6.2 有效值
--有效值
--有效值
-6.3 复数及其运算
--复数及其运算
--复数及其运算
-6.4 正弦量的相量表示法
-6.5 相量法基础
--相量法基础
--相量法基础
-6.6 电路定律的相量形式
-6.7 阻抗和导纳
--阻抗和导纳
--阻抗和导纳
-6.8 电路的相量图
--电路的相量图
--电路的相量图
-6.9 正弦稳态电路相量分析法
-6.10 正弦稳态电路的功率
-6.11 复功率
--复功率
--复功率
-6.12 功率因数的提高
--功率因数的提高
--功率因数的提高
-6.13 正弦稳态电路最大功率传输
-6.14 串联谐振
--串联谐振
--串联谐振
-6.15 串联谐振的应用
--串联谐振的应用
--串联谐振的应用
-6.16 并联谐振
--并联谐振
--并联谐振
-6.17 卡西欧计算器在正弦稳态电路中的应用
-第6章 正弦稳态电路--第6章习题
-7.1 自感与互感
--自感与互感
--自感与互感
-7.2 自感电压与互感电压
-7.3 同名端
--同名端
-- 同名端
-7.4 互感的串联与并联
--互感的串联与并联
--互感的串联与并联
-7.5 互感电路的去耦方法
-7.6 含互感电路的计算
--含互感电路的计算
--含互感电路的计算
-7.7 空心变压器
--空心变压器
--空心变压器
-7.8 理想变压器
--理想变压器
--理想变压器
-第7章 含有耦合电感的电路--第7章习题
-8.1 三相电源
--三相电源
--三相电源
-8.2 三相电路的基本概念
-8.3 对称三相电路的线相关系
-8.4 对称Y-Y三相电路的计算
-8.5 非Y-Y对称三相电路的计算
-8.6 三相电路应用举例:简单照明系统及其故障分析
-8.7 三相电路的功率
--三相电路的功率
--三相电路的功率
-8.8 三相电路的功率的测量
-第8章 三相电路--第8章习题
-9.1非正弦周期信号及其分解
-9.2非正弦周期信号电路分析
-第9章 非正弦周期信号电路--第9章习题
-10.1 二端口概述
-10.2 二端口的方程和参数
-10.3 二端口的等效电路
-10.4 二端口的转移函数
-10.5 二端口的连接
-10.6 回转器和负阻抗变换器
-10.7 ZTH参数
-电路考研大纲
--考研电路大纲
-电路真题
--真题(一)
--真题(二)



