第4章-受控源电路的分析方法..优秀PPT.ppt

第第4章章 受控源电路的分析方法受控源电路的分析方法4.1 受控源受控源4.2 受控源电路的基本分析方法受控源电路的基本分析方法4.3 受控源电路的简化分析受控源电路的简化分析4.1 受控源受控源电源电源非独立源非独立源（受控源）（受控源）独立源独立源电压源电压源电流源电流源独立源和非独立源的异同独立源和非独立源的异同相同点：两者性质都属电源，均可向电路相同点：两者性质都属电源，均可向电路 供应电压或电流。供应电压或电流。不同点：独立电源的电动势或电流是由非电不同点：独立电源的电动势或电流是由非电能量供应的，其大小、方向和电路能量供应的，其大小、方向和电路中的电压、电流无关；中的电压、电流无关；受控源的电动势或输出电流，受电受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流的限制。它不路中某个电压或电流的限制。它不 能独立存在，其大小、方向由限制能独立存在，其大小、方向由限制 量确定。量确定。受控源分类受控源分类受控电源可分为四种类型：受控电源可分为四种类型：电压限制电压源（简称电压限制电压源（简称VCVS）电压限制电流源（简称电压限制电流源（简称VCCS）电流限制电压源（简称电流限制电压源（简称CCVS）电流限制电流源（简称电流限制电流源（简称CCCS）四种受控源模型四种受控源模型(a)VCVS+_+_限制量：限制量：受控量：受控量：受控元件参数：受控元件参数：受控量与限制量的关系：受控量与限制量的关系：实实 例：例：变压器变压器电压放大倍数电压放大倍数(b)VCCS+_限制量：限制量：受控量：受控量：受控元件参数：受控元件参数：受控量与限制量的关系：受控量与限制量的关系：实实 例：例：场效应管场效应管转移电导转移电导 或转移导或转移导纳纳(c)CCVS+_+_限制量：限制量：受控量：受控量：受控元件参数：受控元件参数：受控量与限制量的关系：受控量与限制量的关系：实实 例：例：有互感作用的成对电感元件有互感作用的成对电感元件转移阻抗或转移电阻转移阻抗或转移电阻(d)CCCS限制量：限制量：受控量：受控量：受控元件参数：受控元件参数：受控量与限制量的关系：受控量与限制量的关系：实实 例：例：晶体三极管晶体三极管电流放大倍数电流放大倍数受控源分类受控源分类受控电源可分为四种类型：受控电源可分为四种类型：电压限制电压源（简称电压限制电压源（简称VCVS）电压限制电流源（简称电压限制电流源（简称VCCS）电流限制电压源（简称电流限制电压源（简称CCVS）电流限制电流源（简称电流限制电流源（简称CCCS）4.2 受控源电路的基本分析方法受控源电路的基本分析方法电路的基本定理和各种分析计算方法电路的基本定理和各种分析计算方法仍可运用，只是在列方程时，通常要增加仍可运用，只是在列方程时，通常要增加一个受控源关系式。一个受控源关系式。例例 4-2-1_+Z2 Z3 Z1+_解：解：（1）基尔霍夫定律）基尔霍夫定律例例 4-2-3_+Z2 Z3 Z1+_（2）结点电压法）结点电压法由于限制变量是支路电流，求解较为麻烦。由于限制变量是支路电流，求解较为麻烦。当限制变量是支路电流时，不宜接受结点电压法。当限制变量是支路电流时，不宜接受结点电压法。_+Z2 Z3 Z1+_（3）回路电流法）回路电流法练习：练习：已知已知uS=10V，R1=4，R2=2，R3=2。求：各支路电流求：各支路电流i1、i2和电压和电压u1。uS_+u1 R1 i1 R3i2 R2 0.5u1补充限制量方程补充限制量方程基基尔尔霍霍夫夫定定律律4.3 受控源电路的简化分析受控源电路的简化分析 利用利用叠加原理叠加原理、实际受控电压源和实际受控电实际受控电压源和实际受控电流源的等效变换流源的等效变换、戴维宁定理戴维宁定理和和诺顿定理诺顿定理可以简化可以简化受控源电路的分析。受控源电路的分析。原则原则1：在用叠加原理求解受控源电路时，只应分别考虑在用叠加原理求解受控源电路时，只应分别考虑独立源独立源的作用；而的作用；而受控源受控源仅作仅作一般电路参数处理一般电路参数处理。UD=0.4UAB+-_Us20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2UD例例2：利用叠加原理求电流利用叠加原理求电流I1。解：解：Us 单独作用单独作用Us+-R1R2AB UDIs 单独作用单独作用+-R1R2ABUDIs代入数据解得：代入数据解得：Us 单独作用单独作用Us+-R1R2AB UD或或补充方程补充方程+-_Us20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2UDIs 单独作用单独作用+-R1R2ABUDIs代入数据得：代入数据得：+-_Us20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2UD补充方程补充方程练习：练习：已知已知US=10V，IS=2A，R1=3，R2=2，R3=4。试用叠加原理求解支路电流。试用叠加原理求解支路电流I1和和U。US_+R2I2I1R1R3a_+U-+10I1bISUS_+R2R1R3-+-_+R2R1R3-+IS 原则原则2：可以用两种电源互换简化受控源电路。但简化时可以用两种电源互换简化受控源电路。但简化时留意不能把限制量化简掉。否则会留下一个没有限制留意不能把限制量化简掉。否则会留下一个没有限制量的受控源电路，使电路无法求解。量的受控源电路，使电路无法求解。6 R34 1 2+_U9VR1R2R5IDI1已知已知求求:用电源等效变用电源等效变 换法电流换法电流I1。例例3：6 4+_UD1 2+_U9VR1R2I1R3解：解：AB 原则原则3：运用戴维南定理和诺顿定理时，受控源和限制量运用戴维南定理和诺顿定理时，受控源和限制量需同时划为变换部分，并在求输入电阻时，保留受控需同时划为变换部分，并在求输入电阻时，保留受控源，用外加电压法求。源，用外加电压法求。例例4：已知已知E=10V，IS=2A，R1=20，R2=30，R3=40，RL=20。试用戴维宁定理和诺顿定理求解负载电流试用戴维宁定理和诺顿定理求解负载电流IL。+-解解:（1）戴维宁定理）戴维宁定理 求开路电压求开路电压U0+-由于由于RL开路，故开路，故IL为零，为零，电流限制源电流限制源2IL也为零。也为零。+-+-+-求输入电阻求输入电阻R0 由于除去独立电源后二端网络含有受控电源，不由于除去独立电源后二端网络含有受控电源，不能干脆用电阻串、并联公式求解。所以，通常接受外能干脆用电阻串、并联公式求解。所以，通常接受外加电压法来求解。此时，限制量加电压法来求解。此时，限制量IL变为变为I，且方向变，且方向变更了，则原来的受控量更了，则原来的受控量2IL也要随之变为也要随之变为2I，且方向，且方向也同时变更（由原来的向左变为向右）。也同时变更（由原来的向左变为向右）。+-若把若把受控源受控源2I也去除，则：也去除，则：错误！错误！+-留意：受控电流源和受控电压源也可以等效变换，留意：受控电流源和受控电压源也可以等效变换，但在变换过程中，不能把受控源的限制量去掉。但在变换过程中，不能把受控源的限制量去掉。+-+-求解求解IL+-（2）应用）应用诺顿定理诺顿定理时，求解时，求解等效电阻等效电阻R0的方法同上。的方法同上。而求解而求解短路电流短路电流ISC的等效电路如图所示，的等效电路如图所示，求解过程如下：求解过程如下：由由KCL先求出先求出R1、R2的电流的电流I1、I2分别为分别为 再由再由KVL列出回路方程为列出回路方程为经整理和计算得到经整理和计算得到+-或受控电流源等效为受控电压源，再计算或受控电流源等效为受控电压源，再计算ISC。ISCR0RLIL负载电流：负载电流：原则原则1：在用叠加原理求解受控源电路时，只应分别考虑在用叠加原理求解受控源电路时，只应分别考虑独立源独立源的作用；而的作用；而受控源受控源仅作仅作一般电路参数处理一般电路参数处理。原则原则2：可以用两种电源互换简化受控源电路。但简化时可以用两种电源互换简化受控源电路。但简化时留意不能把限制量化简掉。否则会留下一个没有限制留意不能把限制量化简掉。否则会留下一个没有限制量的受控源电路，使电路无法求解。量的受控源电路，使电路无法求解。原则原则3：运用戴维南定理和诺顿定理时，受控源和限制量运用戴维南定理和诺顿定理时，受控源和限制量需同时划为变换部分，并在求输入电阻时，保留受控需同时划为变换部分，并在求输入电阻时，保留受控源，用外加电压法求。源，用外加电压法求。