学时含受控源电路分析和习题

复习：独立电源Is，iS伏安特性、开路与短路、功率复习：电路等效的概念BACA电阻电路的等效串联、并联、混联、与Y型复习：i+_uSRi+u_iGi+u_iS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注意转换前后us与is的方向10V+-2A2I讨论题哪个答案对???+-10V+-4V2（1）理想电压源的串并联串联:uS=uSk(注意参考方向)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。uS2+_+_uS1ºº+_uSºº+_5VIºº5V+_+_5VIºº并联:三、只含独立电源电路的等效化简（2）理想电流源的串并联可等效成一个理想电流源iS（注意参考方向）。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。串联:并联：iS1iS2iSkººiSºº例3:例2:例1:is=is2-is1usisususisisus1is2is1us2is四、电压源与二端网络N并联，电流源与二端网络N串联即：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？同理：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？应用：利用电源转换可以简化电路计算。例1.I=0.5A6A+_U5510V10V+_U5∥52A6AU=20V例2.5A3472AI+_15v_+8v77I若求5中的电流呢？RRL2R2RRRIS+_ULRLIS/4RI+_UL例3.即RRRL2R2RR+UL-IS？§2.5受控电源及含受控电源电路的分析一、受控电源(非独立源)(controlledsourceordependentsource)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。独立电源：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，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。NPN型三极管e等效电路模型受控电源实为一双口元件，即它含有两条支路，一为控制支路，另一为受控支路。电路符号：+–受控电压源受控电流源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(transfer)关系。NPN型三极管e:电流放大倍数四端元件bi1+_u2i2_u1i1+输出：受控部分输入：控制部分1)电流控制的电流源(CurrentControlledCurrentSource，CCCS)（1）四种类型g:转移电导2)电压控制的电流源(VCCS)u1gu1+_u2i2_i1+3)电压控制的电压源(VCVS)u1+_u2i2_u1i1++-:电压放大倍数ri1+_u2i2_u1i1++-4)电流控制的电压源(CCVS)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，称为线性受控源。(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。二、受控源与独立源的比较三、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。解：根据KVL,有：受控源吸收的功率为：受控源的功率由谁提供？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输入电阻的概念1.定义无源+-ui输入电阻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。例US+_R3R2R1i1i2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零：电压源短路；电流源断路，再求输入电阻无源电阻网络例US+_3i16+－6i1U+_3i16+－6i1i外加电压源受控源和电阻组成的网络，可等效为一个电阻。例求电路的输入电阻u1+_150.1u15+－iui1i2u1+_15510等效另一种方法：例求Rab和Rcd2u1+_36u1+－dcab+_ui+_ui6？例简化电路：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。10V2k+_U+500I-Iºº1.5k10V+_UIºº1k10V1k0.5IººI+_U+_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+求Rf为何值时，其上获最大功率，并求此最大功率。UsRfRiUI解：当：时，获最大功率。由此得Rf=Ri，称其为匹配条件。此时：§2.6简单电路计算习题课(补充)题15V5V10IaIbIc1010题2Ia=______,Ib=______,Ic=_____1.5A0A-1.5A3I2I1IR=_______,Us=_______66V等效abRUs+_ab6A2A6V+_10题3ab6V60V10Wab66V10WPis=______,Pus=______-16W4W4V1-+2A2题42V2A4A2VRRRRRRabRab=________.R/6题5电阻网络化简RRRRRRababaabbI1=_______电路如下图所示。当k=2时，求I1=?7A23I2+__I13A6+U1kU1I22题6含受控源电路KCL分析题72AR=3g1A4VI3I22V1322cdabefI1(1)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+-1V+-Uab+-6V+-Ueg+-1A0.5A2AR=3g1A4VI3I22V1322cdabefI110V+-Ueg+-R=5Ueg=4-2-10=-8VI1,I2不变。(2)若R变为5，问Ueg,I1,I2如何变化？题8(1)求Rab、Rac。2baca2344422baca234442简单电阻串并联(2)求Rab.a40.6642ba40.6642b简单串并联长线、节点a242142b(3)求Rab.21b2a244(b)开路：Rab=2//(4+2)//(2+1)=1(a)短路：Rab=2//(4//2+2//1)=1电桥平衡R1R4=R2R3电桥平衡Uab=0R1R3R4R2+_usRgabIab=0(1)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25V25Vaba,b等电位点，I=025V21VabIa,b非等电位点I=0I等电位点之间开路或短路不影响电路的电压电流分布510V10V6A510V6A52A6A58A510V10V6A510V10V6A510V30V+-题9化简电路题10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变换电源等效变换22224442V42VI4264I10.5A7A2.424I3.5A10+-Rabab10U2+-5U1+-U10.2U2Rab=6I+-UU=10I+U2-U1U2=5U1I=-0.2U2U=6IRab=U/I加压求流求等效电阻5.求图示电路的输入电阻。题11310664A+-30V20“概念清楚，思路敏捷”去掉+-U1I13664A+-30V+-U1I13664A5A+-U1I1U1=9(3//6//6)=13.5VI1=(-U1+30)/6=2.75A或回到原电路求出电流源的端电压Us和流过电压源的电流IUs+-IUs=U1+204=93.5VI=I1+30/10=5.75A4A:P发=4Us=374W30V:P发=30I=172.5W电源等效变换求电压源和电流源的功率。题12所求的量在变化过程中要保持不变会对计算U1和I1产生影响吗？第二章结束