学时含受控源电路分析和习题.ppt

复习：复习：l 独立独立电源电源 Is，，iS伏安特性、开路与短路、伏安特性、开路与短路、功率功率1复习：复习：l 电路等效的概念电路等效的概念BACAl 电阻电路的等效电阻电路的等效 串联、并联、混联、串联、并联、混联、  与与Y Y型型2复习：复习：i+_uSRi+u_iGi+u_iSl 实际电流源于实际电压源的等效实际电流源于实际电压源的等效 恒压源和恒流源不能进行等效变换恒压源和恒流源不能进行等效变换注意转换前后注意转换前后 usus 与与 isis 的方向的方向310V+-2A2 I讨论题讨论题哪哪个个答答案案对对???+-10V+-4V2  4（（1）） 理想电压源的串并联理想电压源的串并联串联串联:uS=  uSk ( 注意参考方向注意参考方向)电压相同的电压源电压相同的电压源才能并联，否则将才能并联，否则将违背违背KVL定律，且定律，且每个电源的电流不每个电源的电流不确定uS2+_+_uS1ºº+_uSºº+_5VIºº5V+_+_5VIºº并联并联:三、只含独立电源电路的等效化简三、只含独立电源电路的等效化简5（（2）理想电流源的串并联）理想电流源的串并联可等效成一个理想电流源可等效成一个理想电流源 i S（（ 注意参考方向注意参考方向）。

电流相同的理想电流源才能串联电流相同的理想电流源才能串联,并且每个电流并且每个电流源的端电压不能确定源的端电压不能确定串联串联:并联：并联：iS1iS2iSkººiSºº6例例3:例例2:例例1:is=is2-is1usisususisisus1is2is1us2is7四、电压源与二端网络四、电压源与二端网络N并联，电流源与二端网络并联，电流源与二端网络N串联串联即：即：对于对于外电路外电路而言，电压源与任意二端网络而言，电压源与任意二端网络N N并联都可等效并联都可等效为电压源为电压源 ？？并入网络并入网络N N的前后改变的是什么呢？的前后改变的是什么呢？8同理：同理：即：即：对于对于外电路外电路而言，电流源与任意二端网络串联的等而言，电流源与任意二端网络串联的等效电路就是电流源本身效电路就是电流源本身 ？？串入网络串入网络N N的前后改变的是什么呢？的前后改变的是什么呢？9应用应用：利用电源转换可以简化电路计算利用电源转换可以简化电路计算例例1.I6A+_U5 5 10V10V+_U5∥∥5 2A6AU=20V例例2.5A3 4 7 2AI+_15v_+8v7 7 I若求若求5 5  中的电流呢？中的电流呢？10RRL2R2RRRIS+_ULRLIS/4RI+_UL例例3.即即RRRL2R2RR+ UL-IS？？11§2.5 受控受控电源及含受控源及含受控电源源电路的分析路的分析一、一、受控电源受控电源 ( (非独立源非独立源) )(controlled source or dependent source)(controlled source or dependent source)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，是电路的能量来源了外界对电路的物理作用，是电路的能量来源独立电源独立电源：：受控电源受控电源：：是由是由电子器件电子器件抽象而来的一种模型如：晶体管、真空管等，抽象而来的一种模型如：晶体管、真空管等，它们具有输入端的电压（或电流）能控制输出端的电压（或电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）的特点流）的特点12NPNNPN型三极管型三极管e e13等效电等效电路模型路模型受控电源实为受控电源实为一双口元件一双口元件，即它含有两条支路，一为控制支，即它含有两条支路，一为控制支路，另一为受控支路路，另一为受控支路电路符号：电路符号：+–受控电压源受控电压源受控电流源受控电流源NOTE：受控源不代表外部对电路施加的影响，只表明电路内：受控源不代表外部对电路施加的影响，只表明电路内部电子器件中所发生的物理现象的一种模型，以表明电子器件部电子器件中所发生的物理现象的一种模型，以表明电子器件的电流、电压的转移的电流、电压的转移(transfer)关系NPNNPN型三极管型三极管e e14  : : 电流放大倍数电流放大倍数四端元件四端元件b b i1+_u2i2_u1i1+输出：受控部分输出：受控部分输入：控制部分输入：控制部分1) 电流控制的电流源电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source，，CCCS )（（1）） 四种类型四种类型15g: 转移电导转移电导 2) 2) 电压控制的电流源电压控制的电流源 ( VCCS ) ( VCCS )u1gu u1 1+_u2i2_i1+3) 3) 电压控制的电压源电压控制的电压源 ( VCVS ) ( VCVS ) u1+_u2i2_u1i1++- : 电压放大倍数电压放大倍数 16ri1+_u2i2_u1i1++-4) 4) 电流控制的电压源电流控制的电压源 ( CCVS ) ( CCVS )r : 转移电阻转移电阻 *  ，，g，，   ，，r 为常数时，被控制量与控制量满足线性关系，为常数时，被控制量与控制量满足线性关系，称为线性受控源。

称为线性受控源17(1) (1) 独独立立源源电电压压( (或或电电流流) )由由电电源源本本身身决决定定，，与与电电路路中中其其它它电电压压、、电流无关，而受控源电压电流无关，而受控源电压( (或电流或电流) )由控制量决定由控制量决定2) (2) 独独立立源源在在电电路路中中起起““激激励励””作作用用，，在在电电路路中中产产生生电电压压、、电电流流，，而而受受控控源源只只是是反反映映输输出出端端与与输输入入端端的的受受控控关关系系，，在在电电路路中不能作为中不能作为““激励激励””分析含受控源电路时注意：分析含受控源电路时注意：（（1）将受控源做为独立源处理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受控源和独立源不能等效互换二、二、 受控源与独立源的比较受控源与独立源的比较18三、含受控源的电路的分析三、含受控源的电路的分析例例2-82-8 电路如图所示，求电压源电压电路如图所示，求电压源电压u us s的值及受控源的功率的值及受控源的功率解：解：根据根据KVL,KVL,有：有：受控源吸收的功率为：受控源吸收的功率为：受控源的功率受控源的功率由谁提供？由谁提供？受控源属于有源元件。

其供出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的能量是从独立电源处获得的 19 输入电阻的概念输入电阻的概念 1. 定义定义无无源源+-ui输入电阻输入电阻2. 计算方法计算方法（（1 1）如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、）如果一端口内部仅含电阻，则应用电阻的串、 并联和并联和  —Y—Y变换等方法求它的等效电阻；变换等方法求它的等效电阻； （（2 2）对含有受控源和电阻的两端电路，用电压、电流法求输）对含有受控源和电阻的两端电路，用电压、电流法求输 入电阻，即在端口加电压源，求得电流，或在端口加电入电阻，即在端口加电压源，求得电流，或在端口加电 流源，求得电压，得其比值流源，求得电压，得其比值20例例US+_R3R2R1i1i2计算下面例题中电路的输入电阻计算下面例题中电路的输入电阻R2R3R1有源网络先把独立源置有源网络先把独立源置零：电压源短路；电流零：电压源短路；电流源断路，再求输入电阻源断路，再求输入电阻无源电无源电阻网络阻网络21例例US+_3 i16 +－－6i1U+_3 i16 +－－6i1i外加电压源外加电压源受控源和电阻组成的网络，可等效为一个电阻。

受控源和电阻组成的网络，可等效为一个电阻22例例 求电路的输入电阻求电路的输入电阻u1+_15 0.1u15 +－－iui1i2u1+_15 5 10 等效等效另一种方法：另一种方法：23例例求求Rab和和Rcd2 u1+_3 6u1+－－dcab+_ui+_ui6 ？？24例例简化电路：简化电路：受控源和独立源一样可以进行电源转换但要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注意，互换过程中不能把控制量化简掉10V2k +_U+500I- -Iºº1.5k 10V+_UIºº1k 10V1k 0.5IººI+_U25+_5 10V+_UIººU=3(2+I)+4+2I=10+5IU=3I1+2I1=5I1=5(2+I)=10+5Iº+_4V2 +_U-3(2+I））ºIº3I12 +_U-I12AºI例例+26求求Rf 为何值时，其上获最大功率，并求此最大功率为何值时，其上获最大功率，并求此最大功率UsRfRiUI解：解：当：当：时，获最大功率时，获最大功率由此得由此得 Rf =Ri，，称其为匹配条件。

称其为匹配条件此时：此时：§ 2.6 简单电路计算习题课简单电路计算习题课(补充补充)题题1275V5V10 IaIbIc10 10 题题2Ia= ______, Ib= ______, Ic= _____1.5A 0A - -3I2I1I28R= _______ , Us= _______66V等效等效abRUs+_ab6A2A6V+_10 题题3ab6V60V10 ab66V10 29 Pis = ______ , Pus = ______-16W 4W4V1 - -+2A2 题题42V2A4A2VRRRRRRabRab = ________.R/6题题5电阻网络化简电阻网络化简RRRRRRababaabb30I1 = _______电路如下图所示当电路如下图所示当k=2时，求时，求 I1= ?7A2 3I2+__I13A6 +U1kU1I22 题题6含受控源电路含受控源电路KCL分析分析31题题72AR=3 g1A4VI3I22V1 3  2  2 cdabefI1(1) 求求I1, I2, I3, Uab, Ueg；；Uab=3- -1=2VUeg=4- -2- -6 =-4-4VI1=2+1- -1=2AI2=2- -I3=-2(A)1A0.5A3V+- -1V+- -Uab+- -6V+- -Ueg+- -321A0.5A2AR=3 g1A4VI3I22V1 3  2  2 cdabefI110V+- -Ueg+- -R=5 Ueg=4- -2- -10 =-8-8VI1, I2不变。

不变2) 若若R变变为为5 ，， 问问Ueg, I1, I2如如何何变变化化？？ 33题题8 (1) 求求Rab、、 Rac 2 baca2 3 4 4 4 2 2 baca2 3 4 4 4 2 简单电阻串并联简单电阻串并联34 (2) 求求 Rab .a40.6642ba40.6642b简单串并联简单串并联长线、节点长线、节点35a242142b(3) 求求 Rab .21b2a244(b) 开路：开路：Rab=2//(4+2)//(2+1)=1 (a) 短路：短路：Rab=2//(4//2+2//1)=1 电桥平衡电桥平衡36R1 R4 =R2 R3 电桥平衡电桥平衡Uab=0R1R3R4R2+_usRgabIab=0(1)已知电流为零的支路可以断开已知电流为零的支路可以断开(2)已知电压为零的节点可以短接已知电压为零的节点可以短接2 5V2 5Vaba,b等电位点，等电位点，I = 02 5V2 1VabIa,b非非等电位点等电位点I = 0I等电位点之间开路或等电位点之间开路或短路不影响电路的电短路不影响电路的电压电流分布压电流分布375 10V10V6A5 10V6A5 2A6A5 8A5 10V10V6A5 10V10V6A5 10V30V+- -题题9化简化简电路电路38题题10 电路如图，求图中电流电路如图，求图中电流 I 。

4 4 4 2 4 4 4 4 4 I- -42V+42V2 - -42V12 12 12 4 I+42V412 12 12 4 2 - -42V4 I+42V46 6 6 4 2 2 2 2 4 4 42V42VIY-Δ变换变换电源等效变换电源等效变换392 2 2 2 4 4 42V42VI4 2 6 4 I10.5A7A2.4 2 4 I3.5A4010 +- -Rabab10 U2+- -5U1+- -U10.2U2Rab = 6 I+- -UU =10I+U2- - U1U2 = 5U1I = - -U2U =6IRab = U / I加压求流求等效电阻加压求流求等效电阻5. 求图示电路的输入电阻求图示电路的输入电阻 题题11413 10 6 6 4A+- -30V20 “概念清楚，思路敏捷概念清楚，思路敏捷”去掉去掉+- -U1I13 6 6 4A+- -30V+- -U1I13 6 6 4A5A+- -U1I1U1=9I1=(- -U1+30)/6=2.75A或或回到原电路求出电流源的端电回到原电路求出电流源的端电压压Us和流过电压源的电流和流过电压源的电流IUs+- -IUs= U1 +20I= I1 +304A: P发发=4   Us =374W30V: P发发=30   I 电源等效变换电源等效变换求电压源和电流源的功率。

求电压源和电流源的功率题题12所求的量在变化过程中要保持不变所求的量在变化过程中要保持不变会对计算会对计算U1和和I1产生影产生影响吗？响吗？42第二章第二章结 束束43。