学时含受控源电路分析和习题课学习教案

1、会计学1学时含受控源电路学时含受控源电路(dinl)分析和习题课分析和习题课第一页，共42页。2i+_uSRi+u_iGi+u_iSl 实际(shj)电流源于实际(shj)电压源的等效l 恒压源和恒流源不能进行等效变换注意转换前后 us 与 is 的方向第1页/共42页第二页，共42页。310V+-2A2I讨论题?IA32410A72210A5210III哪个答案对?+-10V+-4V2第2页/共42页第三页，共42页。4（1） 理想(lxing)电压源的串并联串联(chunlin):uS= uSk ( 注意参考(cnko)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

2、不确定。uS2+_+_uS1+_uS+_5VI5V+_+_5VI并联:21sssuuu第3页/共42页第四页，共42页。5（2）理想(lxing)电流源的串并联可等效成一个(y )理想电流源 i S（ 注意参考方向）。电流相同的理想电流源才能(cinng)串联,并且每个电流源的端电压不能确定。串联:并联：iS1iS2iSkiSskssssksiiiiii 21 ,第4页/共42页第五页，共42页。6例3:例2:例1:is=is2-is1usisususisisus1is2is1us2is第5页/共42页第六页，共42页。7uSuiiuNSu即：对于外电路而言，电压(diny)源与任意二端网络N

3、并联都可等效为电压(diny)源。 ？并入网络N的前后改变的是什么呢？第6页/共42页第七页，共42页。8同理：uiiusisiN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(jish)电流源本身 ？串入网络N的前后改变的是什么呢？第7页/共42页第八页，共42页。9应用：利用电源转换(zhunhun)可以简化电路计算。例1.I=0.5A6A+_U5510V10V+_U552A6AU=20V例2.5A3472AI+_15v_+8v77I若求5 中的电流(dinli)呢？第8页/共42页第九页，共42页。10RRL2R2RRRIS+_ULRLIS/4RI+_ULLLSL 4RRRR

4、IU例3.即RRRL2R2RR+UL-IS？第9页/共42页第十页，共42页。11一、受控电源(dinyun) (非独立源)(controlled source or dependent source)其输出电压或电流是由电源本身决定的，不受电源外部电路的控制。从能量关系上看，独立电源是电路的输入(shr)，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。第10页/共42页第十一页，共42页。12NPN型三极管e第11页/共42页第十二页，共42页。13等

5、效电路模型受控电源实为一双口元件，即它含有两条支路(zh l)，一为控制支路(zh l)，另一为受控支路(zh l)。电路(dinl)符号：+受控电压源受控电流源NOTE：受控源不代表外部(wib)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第12页/共42页第十三页，共42页。14 : 电流(dinli)放大倍数四端(s dun)元件 i1+_u2i2_u1i1+12ii 输出(shch)：受控部分输入：控制部分1) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current

6、Source，CCCS )（1） 四种类型第13页/共42页第十四页，共42页。15g: 转移(zhuny)电导 2) 电压(diny)控制的电流源 ( VCCS )u1gu1+_u2i2_i1+12gui 3) 电压(diny)控制的电压(diny)源 ( VCVS )u1+_u2i2_u1i1+-12uu : 电压放大倍数 第14页/共42页第十五页，共42页。16ri1+_u2i2_u1i1+-4) 电流控制(kngzh)的电压源 ( CCVS )12riu r : 转移(zhuny)电阻 * ，g， ，r 为常数时，被控制量与控制量满足(mnz)线性关系，称为线性受控源。第15页/共4

7、2页第十六页，共42页。17(1) 独立源电压(或电流(dinli)由电源本身决定，与电路中其它电压、电流(dinli)无关，而受控源电压(或电流(dinli)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(zhsh)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(zh y)：（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。第16页/共42页第十七页，共42页。18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。Suu2i1u60.98i0.14.9V5i1

8、i解：24.90.98A5i ()10.980.10.002Vuii20.981Aiii 又根据(gnj)KVL,有：14.94.898V uu166.002VSuui 受控源吸收(xshu)的功率为：0.98-4.8Wpui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 第17页/共42页第十八页，共42页。19 输入电阻的概念(ginin) 1. 定义(dngy)无源+-ui输入电阻iuRin 2. 计算方法（1）如果一端口内部(nib)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

9、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。第18页/共42页第十九页，共42页。20例US+_R3R2R1i1i2计算下面(xi mian)例题中电路的输入电阻R2R3R1321/)(RRRRin 有源网络先把独立(dl)源置零：电压源短路；电流源断路，再求输入电阻无源(w yun)电阻网络第19页/共42页第二十页，共42页。21例US+_3i16+6i1U+_3i16+6i1i外加(wiji)电压源1115 . 163iiii 111936iiiU 65 . 1911iiiURin受控源和电阻组成的网络，可等效(dn xio)为一个电阻。第20页/共42页第二

10、十一页，共42页。22例 求电路(dinl)的输入电阻u1+_150.1u15+iui1i21115iu 1125 . 110iui 1215 . 2 iiii 11115 .27 155 . 255iiiuiu 115 . 25 .2711iiiuRinu1+_15510 11151015105inR等效另一种(y zhn)方法：第21页/共42页第二十二页，共42页。23例求Rab和Rcd2u1+_36u1+dcab+_ui1115223uuuuab./ 3066211/ababuuuui 1 2.50.4ababuuu 30iuRabab/11112266uuuuucd )(+_ui63

11、211/uuuicd 12iuRcdcd/6？第22页/共42页第二十三页，共42页。24例简化(jinhu)电路：受控源和独立源一样可以进行电源转换(zhunhun)。但要注意，互换过程中不能把控制量化简掉。10V2k+_U+500I-I1.5k10V+_UI1050020000101500UIIUI1k10V1k0.5II+_U第23页/共42页第二十四页，共42页。25+_510V+_UIU=3(2+I)+4+2I=10+5IU=3I1+2I1=5I1=5(2+I)=10+5I+_4V2+_U-3(2+I）I3I12+_U-I12AI例+第24页/共42页第二十五页，共42页。26求Rf

12、 为何(wih)值时，其上获最大功率，并求此最大功率。UsRfRiUI解：ffiSfffiSRRRURIPRRUI22,当：时，获最大功率。0ffdPdR 由此得 Rf =Ri，称其为匹配(ppi)条件。此时(c sh)：iSfSRUPUU4,%50,22 题1224()2()()iffifsfifRRRR RdPUdRRR 23()ifsifRRURR 第25页/共42页第二十六页，共42页。275V5V10IaIbIc1010题2Ia= _, Ib= _, Ic= _1.5A 0A -1.5A3I2I1I)A(5 . 010/5I1)A(5 . 010/5I2)A( 1III213第26页

13、/共42页第二十七页，共42页。28R= _ , Us= _66V10等效abRUs+_ab6A2A6V+_10题3ab6V60V10ab66V10第27页/共42页第二十八页，共42页。29 Pis = _ , Pus = _-16W 4W4V1-+2A2题42V2A4A2VRRRRRRabRab = _.R/6题5电阻(dinz)网络化简RRRRRRababaabb第28页/共42页第二十九页，共42页。30I1 = _电路(dinl)如下图所示。当k=2时，求 I1= ?7A23I2+_I13A6+U1kU1I22题6含受控源电路(dinl)KCL分析)V(1262kU, )V(623U

14、11)A(623I3, )A(26126kUI212)A(7263II33I221第29页/共42页第三十页，共42页。31题72AR=3g1A4VI3I22V13 2 2cdabefI1(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+-第30页/共42页第三十一页，共42页。321A0.5A2AR=3g1A4VI3I22V13 2 2cdabefI110V+-Ueg+-R=5Ueg=4-2-10 =-8VI1, I2不变。(

15、2) 若R变为5， 问Ueg, I1, I2如何(rh)变化？ 第31页/共42页第三十二页，共42页。33题8 (1) 求Rab、 Rac 。 2baca2344422baca234442简单(jindn)电阻串并联第32页/共42页第三十三页，共42页。34 (2) 求 Rab .a40.6642ba40.6642b简单串并联长线(chn xin)、节点第33页/共42页第三十四页，共42页。35a242142b(3) 求 Rab .21b2a244( b ) 开 路 ( k i l ) ：Rab=2/(4+2)/(2+1)=1( a ) 短 路 ( d u n l ) ：Rab=2/(4

16、/2+2/1)=1电桥(din qio)平衡第34页/共42页第三十五页，共42页。36R1 R4 =R2 R3 电桥(din qio)平衡Uab=0R1R3R4R2+_usRgabIab=0(1)已知电流为零的支路可以(ky)断开(2)已知电压(diny)为零的节点可以短接25V25Vaba,b等电位点，I = 025V21VabIa,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第35页/共42页第三十六页，共42页。37510V10V6A510V6A52A6A58A510V10V6A510V10V6A510V30V+-题9化简电路(dinl)第36页/共42页第三

17、十七页，共42页。38题10 电路如图，求图中电流 I 。444244444I-42V+42V2-42V1212124I+42V412121242-42V4I+42V4666422224442V42VIY-变换(binhun)电源等效变换(binhun)第37页/共42页第三十八页，共42页。3922224442V42VIA15 . 34 . 264 . 2I由电源等效变换由电源等效变换4264I10.5A7A2.424I3.5A第38页/共42页第三十九页，共42页。4010+-Rabab10U2+-5U1+-U10.2U2Rab = 6I+-UU =10I+U2- U1U2 = 5U1I = -0.2U2U =6IRab = U / I加压求流求等效(dn xio)电阻5. 求图示电路的输入电阻 。题11第39页/共42页第四十页，共42页。41310664A+-30V20“概念(ginin)清楚，思路敏捷”去掉(q dio)+-U1I13664A+-30V+-U1