受控源的电路符号及特性与独立源有相似之处

电路理论中,戴维南定理有着相当重要的地位。但对含受控源的电路求其载维南等效电阻时,难度较大。传统的方法是利用端口的伏安关系外加电压源求输入电流或外加电流源求端口电压,或者是求端口的开路电压和短路电流,利用它们的比值来确定输入电阻。这些方法都显得较繁,主要是因为处理含受控源的电路时,因受控源的控制量为未知数使求解量增多,另外,对初学者来说,受控源的概念不易理解。一般情况下,可以用一种较为简单、易懂的方法求解。本文称其为“求受控源电阻法”。

因为受控源也表现出电阻性,可将其当作电阻元件,先求出其阻值,然后利用大家熟悉的电阻的串、并联公式求整个二端网络的戴维南等效电阻,就会使整个求解过程简单、明了。具体做法为:1 假设受控源的控制量x=1;2 设法求出流过受控电压源的电流或受控电流源两端的电压;3 利用电压和电流的比值,确定受控源的电阻值;

4 由电阻的串、并联公式求无源二端网络的戴维南等效电阻即输入电阻。

例1。电路如图一,求输入电阻Rab(电阻单位为欧姆)。

图1

收稿日期:1998-11-26

解:本例含电压控制的电流源,所以要设法求出受控源两端的电压。设控制量V1=1V,则受控源相当于1.5A的电流源。

∴I1=V1

2

=0.5A

I2=I1+1.5V1=2A

受控源两端的电压为:V=3I2=6V

所以,受控源的阻值为:

R′=-V1.5

=-4Ω

∴Rab=〔(R′∥3)+(1+2)〕∥10∥2

=1.5Ω

如果电路电阻有△形或丫形连接的情况。求出受控源的阻值后,不能直接由串、并联公式求戴维南等效电阻,可将△形或丫形电阻等效互换后,再进行串并联。

例2,求图二电路从ab端看入的输入电阻Ri(电阻单位为欧姆。

)图2

解:本例含电压控制的电压源,设法求出流过受控源的电流。设控制量Vx=1V,则受控电压源电压为3V。由节点法列方程:(14+14+12)V1-14V2-1

4V3=3/2-14V1+(14+14+12)V2-12V3

=0V2-V3=1

解方程得V1=1V所以,流过受控源电流:I=V1-3

2

=-1A受控源电阻:R’=

3Vx

I

=-3Ω1

913卷第1期周会平含受控源网络戴维南等效电阻的求解新法

将xyz的丫形连接电阻转化为△形连接电阻后,得等效电路如图三。

图3

∴Ri=〔(-3+2)∥16+4∥8〕∥4∥8

=1Ω

从以上例子可见,“求受控源电阻法”由于设控制量为已知,求解电路方程时可少解一个未知数;同时,由于知道了控制量所在支路的电压或电流,也为其它未知量的求解提供了方便。(如例1中的I1的求解);另外,用电阻的串、并联公式求等效电阻是大家非常熟悉、易于理解和掌握的方法,所以本文所述方法较之传统的方法简便一些。

上述求电阻性电路的戴维南等效电阻的方法也可推广到阻抗性电路中,和其它分析电路的方法一样,电阻对应为阻抗,电压和电流用对应的相量表示,注意这一对换关系,则“求受控源电阻法”变为“求受控源阻抗法”,再由阻抗的串、并联求整个二端网络的等效阻抗。

“求受控源电阻法”只适合含一个受控源或控制量相同的多个受控源的情况,否则,用此法并不简便

线性电路分析中受控电源的等效方法

线性电路分析中受控电源的等效方法 摘 要：利用等效变换把受控源支路等效为电阻或电阻与独立电压源串联组合 求解含有受控源的现行电路。 关键词：受控电源；等效变换；独立电源 前言： 在求解含有受控源的线性电路中，存在着很大的局限性．下面就此问题作进一步的探讨． 受控源支路的电压或电流受其他支路电压、电流的控制．受控源又间接地影响着电路中的响应．因此，不同支路的网络变量间除了拓扑关系外，又增加了新的约束关系，从而使分析计算复杂化．如何揭示受控源隐藏的电路性质，这对简化受控源的计算是非常重要的．本文在对受控源的电路性质进行系统分析的基础上，给出了含受控源的线性电路的等效计算方法． 正文：根据受控源的控制量所在支路的位置不同，分别采取如下3种等效变换法． 1. 1. 当电流控制型的受控电压源的控制电流就是该受控电压源支路的电流、 或当电压控制型的受控电流源的控制电压就是该受控电流源支路两端的电压时，该受控源的端电压与电流之间就成线性比例关系，其比值就是该受控源的控制系数．因此，可采用置换定理，将受控源置换为一电阻，再进一步等效化简． 例1-1：如图求解图a 中所示电路的入端电阻R AB ． + _R 2u 1 R 1 -u A B i gu 1a + 解：首先，将电压控制型的受控电流源gu 1与R 1并联的诺顿支路等效变化成电压控制型的受控电压源gu 1R 1与电阻R 1串联的等效戴维南支路，如图b 所示．在电阻R 1与电阻R 2串联化简之前，应将受控电压源的控制电压转换为端口电流i ，即u 1＝－R 2i ．然后，将由电压u 1控制的电压控制型受控电压源gu 1R 1转化为电流控制型的受控电压源－gR 1R 2i ，如图c 所示．由图c 可知，由于该电流控制型的受控电压源的控制电流i 就是该受控电压源支路的电流，因此，可最终将该电流控制型的受控电压源简化成一个电阻，其阻值为－gR 1R 2．这样，该一端口网络的入 端电阻R AB ＝R 1＋R 2－gR 1R 2．

受控源的电路符号及特性与独立源有相似之处

电路理论中,戴维南定理有着相当重要的地位。但对含受控源的电路求其载维南等效电阻时,难度较大。传统的方法是利用端口的伏安关系外加电压源求输入电流或外加电流源求端口电压,或者是求端口的开路电压和短路电流,利用它们的比值来确定输入电阻。这些方法都显得较繁,主要是因为处理含受控源的电路时,因受控源的控制量为未知数使求解量增多,另外,对初学者来说,受控源的概念不易理解。一般情况下,可以用一种较为简单、易懂的方法求解。本文称其为“求受控源电阻法”。 因为受控源也表现出电阻性,可将其当作电阻元件,先求出其阻值,然后利用大家熟悉的电阻的串、并联公式求整个二端网络的戴维南等效电阻,就会使整个求解过程简单、明了。具体做法为:1 假设受控源的控制量x=1;2 设法求出流过受控电压源的电流或受控电流源两端的电压;3 利用电压和电流的比值,确定受控源的电阻值; 4 由电阻的串、并联公式求无源二端网络的戴维南等效电阻即输入电阻。 例1。电路如图一,求输入电阻Rab(电阻单位为欧姆)。 图1 收稿日期:1998-11-26 解:本例含电压控制的电流源,所以要设法求出受控源两端的电压。设控制量V1=1V,则受控源相当于1.5A的电流源。 ∴I1=V1 2 =0.5A I2=I1+1.5V1=2A 受控源两端的电压为:V=3I2=6V 所以,受控源的阻值为: R′=-V1.5 =-4Ω ∴Rab=〔(R′∥3)+(1+2)〕∥10∥2 =1.5Ω 如果电路电阻有△形或丫形连接的情况。求出受控源的阻值后,不能直接由串、并联公式求戴维南等效电阻,可将△形或丫形电阻等效互换后,再进行串并联。 例2,求图二电路从ab端看入的输入电阻Ri(电阻单位为欧姆。 )图2 解:本例含电压控制的电压源,设法求出流过受控源的电流。设控制量Vx=1V,则受控电压源电压为3V。由节点法列方程:(14+14+12)V1-14V2-1 4V3=3/2-14V1+(14+14+12)V2-12V3 =0V2-V3=1 解方程得V1=1V所以,流过受控源电流:I=V1-3 2 =-1A受控源电阻:R’= 3Vx

电压源与电流源

电压源与电流源（理想电流源与理想电压源）的串、并、和混联 1. 电压源的串联，如图2-1-7所示： 计算公式为： u s ＝u s1＋u s2+u s3 2. 电压源的并联，如图2-1-8所示：只有电压源的电压相等时才成立。 12==s s s u u u 3. 电流源的串联，如图2-1-9所示： 只有电流源的电流相等时才成立。 12 s s s i i i == 4. 电流源的并联，如图2-1-10所示：公式为：12s s s I I I =+ 5. 电流源和电压源的串联，如图2-1-11所示： u s1 u s2 u s3u s I 图2-1-7 电压源串联 图2-1-8 电压源并联 u I I 图2-1-9 电流源串联

6. 电流源和电压源的并联，如图2-1-12所示： 实际电源模型及相互转换 我们曾经讨论过的电压源、电流源是理想的、实际上是不存在的。那实际电源是什么样的呢？下面我门作具体讨论。 1. 实际电压源模型 实际电压源与理想电压源的区别在于有无内阻R s 。我们可以用一个理想电压源串一个内阻Rs 的形式来表示实际电压源模型。如图2-1-13所示 u s1 u s2 I s3 Is3 I I 图2-1-11 电流源和电压源串联 u I I I 图2-1-12 电流源和电压源的并联 a b R s U a b I U （ａ）实际电源 （ｂ）实际电压源模型

依照图中U 和I 的参考方向 得 S S U U R I =- （2-1-5） 由式（2-1-5）得到图2-1-13（c ）实际电压源模型的伏安关系。该模型用U S 和R s 两个参数来表征。其中U S 为电源的开路U oc 。从式（2-1-5）可知，电源的内阻R s 越小，实际电压源就越接近理想电压源，即U 越接近U S 。 2. 实际电流源模型 实际电流源与理想电流源的差别也在于有无内阻R s ，我们也可以用一个理想电流源并一个内阻R s 的形式来表示实际的电流源，即实际电流源模型。如图2-1-14所示： 若实际的电流源与外电阻相接后如图2-1-14（b ）可得外电流 U I Is R s =- （2-1-6） Is ：电源产生的定值电流 U R s ：内阻R s 上分走的电流 由式（2-1-6）可得：实际电流源模型的伏安特性曲线，又知端电压U 越高，则内阻分流越大，输出的电流越小。显然实际电流源的短路电流等于定值电流Is 。因此，实际电源可由它们短路电流sc s I I =以及内阻R s 这两个参数来表征。由上式可知，实际电源的内阻越大，内部分流作用越小，实际电流源就越接近于理想电流源，即I 接近I s 。 3. 实际电压源与实际电流源的互换 依据等效电路的概念，以上两种模型可以等效互换。对外电路来说，任何一个有内阻的电源都可以用电压源或电流源表示。因此只要实际电源对外电路的影响相同，我们就认为两种实际电源等效。对外电路的影响表现在外电压和外电流上。换句话说，两种模型要等效，它们的伏安特性就要完全相同。下面以实际电压源转换成实际电流源为例说明其等效原理。 U I I I s I U （ａ）电流源模型 （ｂ）与外电阻相接 （ｃ）电流源模型的伏安特性 图2-1-14实际电流源模型

《实验分析报告》受控源

《实验报告》受控源

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

大连东软信息学院 学生实验报告 课程名称：_电路分析_________ 专业班级：_微电子14001班 _ 姓名：___刘盛意_,殷俊______ _ 学号：_14160600105，14160600119_____ 2014--2015 学年第 2 学期

实验报告注意事项 1. 课前必须认真预习实验，认真书写预习报告，了解实验步骤，未预习或预习 达不到要求的学生不准参加实验； 2. 实验完毕，必须将结果交实验指导教师进行检查，并将计算机正常关机、将 仪器设备、用具及椅子等整理好，方可离开实验室； 3. 按照实验要求书写实验报告，条理清晰，数据准确； 4. 当实验报告写错后，不能撕毁，请在相连的实验报告纸上重写； 5.实验报告严禁抄袭，如发现抄袭实验报告的情况，则抄袭者与被抄袭者该次 实验以0分计； 6. 无故缺实验者，按学院学籍管理制度进行处理； 7. 课程结束后实验报告册上交实验指导教师，并进行考核与存档。

实验项目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验) —预习报告 项目 名称实验一受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验 实验 目的 及 要求 l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。 2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。 3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。 100mA量程，0.5级电流表最大允许误差mA 5 . % 5 . mA 100= ? = ? m x，应读到小数点后1位，如42.3(mA) 3V量程，0.5级电压表最大允许误差V 015 . % 5 . V 3= ? = ? m V，应读到小数点后2位，如2.36(V) 4．了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理。 5．测试受控源转移特性及负载特性。 实验 内容 及 原理 1、运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路如图A所示。运算放大 器是一个有源三端器件，它有两个输入端和一个输出端，若信号从“+”端输入， 则输出信号与输入信号相位相同，故称为同相输入端，若信号从“-”端输入，则 输出信号与输入信号相位相反，故称为反相输入端。运算放大器的输出电压为： U O =A O （U P -U n ） 其中A O 是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，A O 与运放的输入电阻R 1均为无穷大，因此有 U P =U n i P =U P /R iP =0 i n =U n /R in =0 这说明理想运放具有下列三大特征: （1）运放的“+”端与“-”端电位相等，通常称为“虚短路”。 （2）运放输入端电流为零，即其输入电阻为无穷大。 （3）运放的输出电阻为零。 以上三个重要的性质是分析所有具有运放网络的重要依据，要使运放工作，还须接有正、负直流工作电源（称双电源），有的运放也可用单电源工作。

[电路分析]含受控源二端网络的等效

含受控源二端网络的等效 一、含受控源和电阻的二端网络的等效 思路 当电路中含有受控源时，可以将受控源当作独立源看待，列写二端网络的伏安关系表达式，再补充一个受控源的受控关系表达式，联立求解这两个方程式，得到最简的端钮伏安关系表达式，最后，依据这个伏安表达式画出该二端网络的最简等效电路。 结论 含有受控源和电阻的二端网络可以等效为一个电阻，其等效电阻为 二、含受控源、电阻和独立源的二端网络的等效 结论 电路中含有受控源、电阻和独立源的二端网络，可以等效成有伴电压源或有伴电流源。 例 2.5-1 求图 2.5-1 （ a ）所示二端网络的最简等效电路。 解：由图 2.5-2 （ a ）可知， 则 （ 1 ） （ 2 ）

（ 3 ） 由（ 3 ）又可得到 （ 4 ） 由（ 3 ）、（ 4 ）式得到最简等效电路，如图 2.5-1 （ b ）、（ c ）所示。 例 2.5-2 电路如图 2.5-2 （ a ）所示，求 4A 电流源发出的功率。 解：欲求 4A 电流源发出的功率，只要求得 4A 电流源两端的电压即可。对电路作分解，如图 2.5-2 （ b ）。 在图 2.5-2 （ b ）中，回路①的 KVL 方程为 6I ＋ 4I1=10 （ 1 ） 又 I1=I ＋ I0 （ 2 ） 把（ 2 ）式代入（ 1 ）式，得 10I ＋ 4I0=10 所以， I=1 － 0.4I0 （ 3 ） 又 U= － 10I － 6I ＋ 10= － 16I ＋ 10 （ 4 ）

U= － 16 ＋ 6.4I0 ＋ 10=6.4I0 － 6 (5) 由 (5) 式画出等效电路，如图 2.5-2 （ c ）所示。所以，6 － 6.4 × 4 ＋ U=0 4A 电流源两端的电压为 U=19.6V 4A 电流源发出的功率为 P=4U=4 × 19.6=78.4W

1电压源与电流源的等效变换

实验一 电压源与电流源的等效变换 一、实验目的 1． 掌握电源外特性的测试方法； 2． 验证电压源与电流源等效变换的条件。 二、原理说明 1． 一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻，故在实用中，常将它视为一个 理想电压源，即输出电压不随负载电流而变，其外特性，即伏安特性)(i f u =是一条平行于i 轴的直线；同理，一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源。 2． 一个实际的电压源（或电流源），其端电压（或输出电流）不可能不随负载而变，因它具 有一定的内阻值，故在实验中，用一个小阻值的电阻（或大阻值的电阻）与稳压源（或恒流源）相串联（或并联）来模拟一个实际的电压源（或电流源）的情况。 3． 一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流 源，若视为电压源，则可以用一个理想电压源S E 与一个电阻O R 相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源s I 与一个电阻O R 相并联的组合来表示。若它们向同样大小的负载提供出同样大小的电流和端电压，则这两个电源针对外电路而言是等效的，即具有相同的外特性。 一个电压源与一个电流源等效变换的条件为O S s R E I /=或O S S R I E =如图1-1所示： 图1-1 电压源与电流源的等效变换条件 三、实验设备 1． 电源：恒压源、恒流源 2． 负载：可调变阻器、定值电阻若干（EEL-23组件） 3． 测量仪表：直流电压表、直流毫安表

四、实验步骤 1． 测定理想电压源与实际电压源外特性 （1） 理想电压源（恒压源）（0-20V/0-200mA ） 按图1-2接线，S E 为＋6V 的恒压源，调节变阻器2R 令其阻值由大到小变化，记录电压表及电流表两表读数填入表1-1： 表1-1 理想电压源特性数据表格 图1-2 测定理想电压源的外特性 图1-3 测定实际电压源的外特性 （2） 实际电压源（恒压源串联一内阻）（0-20V/0-200mA ） 按图1-3接线，虚线框可模拟为一个实际电压源，调节变阻器2R ，令其阻值由大到小变化，读两表数据并填入表1-2： 表1-1 实际电压源特性数据表格 2．测定理想电流源与实际电流源外特性(0-20V/0-20mA) 理想电流源（恒流源）和实际电流源（恒流源并联一内阻） 按图1-4接线，s I 为直流恒流源，调节其输出为5mA ，令O R 阻值分别等于∞和Ωk 1，调节变阻器2R ，测出这两种情况下的电压表及电流表读数。填入表1-3和1-4。 图1-4 测定电流源外特性

电压源和电流源的区别

电压源和电流源区别 wang1jin原创 个人博客: https://www.wendangku.net/doc/1815067840.html,/blog/wang1jin/ 推荐网站:http//https://www.wendangku.net/doc/1815067840.html, 欢迎大家参观我的博客,我博客上有很多电子方面的资料,也会每天更新,希望大家多多支持谢谢!!! 电压源电流源名字上仅差一个字…HE HE.有一些朋友对此不太明白.所以特此说明下…并以软件仿真…详细介绍工作原理…以及注意事项…. 下面就是电压源和电流的符号…左边是电流源,右边是电压源. 电压源… 电压源其实就是我们普通经常用的一种电源.比如说电池呀电瓶或自己做的稳压电路.一般属于电压源…电压源的特性是: 输出端,可以开路,但不能短路…总而言之电压源的输出电压是恒定的…比如5V电压源输出的电压就是5V.随不同的负载会改变电流… 比如在5V的电压源上加一个1欧的负载…流过的电流就是5/1=5A电流…如果接的电阻为2欧.流过电流就等于5/2=2.5A….这个简单的计算相信谁都会… 电流源 电流源和电压源区别比较大…电流源输出端不能开路,但可以短路…为什么不能开路呢…HE HE…是因为开路了…电流源输出的电压就为无限高了…(实际上电压也是有一定值的)总而言之电流源的输出电流是恒定的.不管你负载的大小…就是你短路了.他的电流还是保持不变.改变的是电压…比如一个1A的恒流源…你接上一个1欧的负载…他输出的电压是. 1x1=1V电压…当你接上一个10欧电阻的时候…他就是1x10=10V电压输出…

所以大家可以看出电压源和电流源区别是比较大的…电压源一般用在各种需要恒定电压的地方.比如说给MUC供电等需要稳定电压的地方..电流源一般用在充电电路..等需要恒流的地方. 下面就二个电源我们来做下实验…HE HE… 有了实验就更能明白了…HE HE. 在ORCAD9.2中按下图画好电压源和电流源… 并按图设置…电流源设置为1A.R1为10 电压源设计为5V.R2为10.观察电流源和电压源的输出电压和电流情况… 大家可以按图操作…刚学ORCAD的朋友请去我博客找一些教程学习下就可以… 设置好仿真参数…

电压源与电流源等效变换教案20.doc

课题课时上课时间课型任课教师 电压源与电流源的等效变换39---40 新课王老师 教学目标专业能力掌握电压源与电流源的等效变换相关条件 社会能力培养学生理论指导实践的能力，增强同学间的团结协作的意识协作能力、组织能力 方法能力探究式学习，发挥学生学习的主动性，理实结合 重点电压源与电流源的等效变换条件难点电压源与电流源的等效变换注意事项 解决结合电路讲解 方法强化记忆 课 前 训 时间分课堂设计教学设想配 复习电流源、电流源向外电路输出电流计算公式、理想电流源 导语我们已经学习了电压源和电流源的相关知识，本节课我们在学习他们互换的条件 新课一、电压源与电流源的等效变换条件 内容1、同一个电源即可用电压源来代替也可以用电流源来代替，电压源与内阻串联，电流源与内阻并联。 2 、对于同一个负载来说，电压源和电流源是等效的。 3 、电压源的输出 I E - U 电流源的输出 I I S U 4 、等效变换条件： I E r0 r0 r0 r0 r0 r0 二、注意事项 1、电压源与电流源的等效变换只是对外电路而言，两种电源的内部不等效。当发生短路时，电 压源内部没有电流，电流源内部有电流。 2、由于理想电压源的内阻定义为零，理想电流源的奶子定义为无穷大，因此两者之间不能等效 变换 3、电源的等效方法可以推广，如果理想电压源与外接电阻串联，可以把外接电阻看做是电源的 内阻，等效互换为电流源的形式，理想电流源与外接电阻并联，可以把外接电阻看做是电源的 内阻，等效互换为电压源的形式 4、电压源的电动势 E 和电流源的恒定电流 Is 在电路中保持方向一致，即，Is 的方向从 E 的“ - ”端指 向“ +”端 三、例题 1、电动势为12V、内阻为3Ω的电压源等效变换为电流源 解： Is=E/r0=4A内阻为3Ω 2、如图所示电路，恒定电流为2A，内阻为1Ω，等效变换为电压源 解： E=Is r o=2V r o=1Ω 小结作业回顾板书，强调知识点 注意事项 电压源与电流源的等效变换条件、注意事项、整理例题

电流源与电压源的等效变换

第十五周（第 1、2 讲） 课题电流源与电压源的等效变换课型新授课 教学目标掌握电压源电流源之间的等效变换方法，理解两种电源模型的特性。 教学重点电压源和电流源之间的等效变换方法。 教学难点电压源和电流源之间的等效变换方法。 教学手段使用多媒体演示平台 【教学过程】： 导入新课： 电路中的电能都是由电源来提供的，对负载来说，电源是电压的提供者，也可以看成是电流的提供者。 讲授新课： 一、电压源 为电路提供一定电压的电源可以用电压源来表征 1、理想电压源(恒压源)：电源内阻为零，并能提供一个恒定不变的电压。所以也称恒压源。如图1-a所示。 2、恒压源的两个特点：（1）提供给负载的电压恒定不变；（2）提供给负载的电流可任意。 3、实际电压源：可以用一个电阻（相当于内阻）与一个理想的电压源串联来等效。它提供的端电压受负载影响。如图1-b虚线框内所示。 图 1 二、电流源 为电路提供一定电流的电源可用电流源来表征。 1、理想电流源（恒流源）：电源的内阻为无穷大，并能提供一个恒定不变的电源。所以也称为恒流源。如图2-a所示。 2、恒流源的两个特点：（1）提供给负载的电流是恒定不变的；（2）提供给负

载的电压是任意的。 3、实际电流源：实际上电源的内阻不可能为无穷大，可以把理想电流源与一个内阻并联的组合等效为一个电流源。如图2-b 所示。 图 2 三、两种电源模型的等效变换 等效变换的作用是：为了化简电路，引入了电压源、电流源的概念，有时候把电路中的电压源等效变换成电流源，电路就被简化成简单电路； 讨论问题：两种电源模型的等效变换的条件是什么？ 对外电路，只要负载上的电压与流过的电流是相等的，则两个不同的电源等效。 ;;00S S S S S r I E r E r E I r r ?=??=== 或者： （1）电压源等效为电流源： 0r E I S = 0r r s = （2）电流源等效为电压源： s S r I E = s r r =0 即：内阻相等，电流源的恒定电流等于电压源的短路电流：或电压源的恒定电压等于电流源的开路电压。 要注意一个理想电压源是不能等效变换为一个理想电流源的，反之也一样。

浅谈含受控源电路的分析

浅谈含受控源电路的分析 通信与信息工程学院电子信息工程12班B13011202~B13011207 含有受控源网络的分析是现代网络理论的一个重要内容，受控源多端耦合的特性决定了电路分析、计算的复杂化。对线性时不变电路中受控源的处理，利用受控源的“电阻性”和“有源性”依据线性电路的叠加定理和齐次性定理，把受控源等效成独立电源和电阻的串联组合成单个电阻，从而把含有受控源的电路变换成不含受控源电路的方法，该方法可简化一些电路的分析计算过程。另外，还可以通过受控源控制量的等效变换，巧妙地简化解题过程。 ◆将受控源当作独立源处理的基本分析方法 此分析方法较适用于选用回路电流法或节点电压法分析计算含有受控源的电路问题中，即根据回路法，节点法等建立方程时把受控源当作独立源对待，但需列写被控制量与控制量关系的增补方程。 【例1】：试用节点电压法求图1中的电压U。 解：把CCVS视作独立源处理，列写节点电压 方程如下： Un1=－5 （1+2+2）Un2－2Un1－Un3=0 Un3=－5I 增补方程： I=－2Un2 U=－2V。 对于受控源在叠加定理中的应用，教材中多把其视作电阻元件保留在电路中，而不看做独立电源，这是因为受控源本身不直接起激励作用。其实，在叠加定理中把受控源看作是独立源单独作用，仍可以作为一种有效地解题方法。但必须注意，受控源单独作用时控制量必须是控制源和受控源共同作用的结果，此时的受控源应看成是以控制量为变量的未知电源。 可以看出把受控源看做独立电源处理，分电 路求解过程得以简化。但须注意，受控源单 独作用时控制量必须是独立源和受控源共 同作用的结果。

◆受控源的等效变换法 根据受控源在电路中所表现出的“电源性”和“电阻性”及其控制量所在支路的位置不同，把受控源等效成单个电阻，其阻值为负时说明对外发出功率。或者将受控源等效成独立电源和电阻的串联形式，使等效后的电路不含受控源，从而简化计算。此方法应用在叠加定理，戴维南（诺顿）定理及求单端口网络等效电阻时效果较好。 ◆受控源控制量的等效变换法 教材中教授的是受控电压源与受控电流源之间的等效变换，实际上受控源的控制量在一定条件下也可以进行等效变换，恰当运用可简化解题过程。通过求解例1电路说明： 对受控源的控制量I用2S电阻两端的电压U进行变换，即I=2U，得到如图6所示电路， 只需对节点2列KCL方程： (10U-U)+2(5-U)-2U=0 可求得U=-2V，与例1结果一致，但求解过程大大简化。

线性电路分析中受控电源的等效方法

线性电路分析中受控电源的等效方法 摘要：利用等效变换把受控源支路等效为电阻或电阻与独立电压源串联组合求解含有受控源的现行电路。 关键词 ：受控电源；等效变换；独立电源 前言： 在求解含有受控源的线性电路中，存在着很大的局限性．下面就此问题作进一步的探讨． 受控源支路的电压或电流受其他支路电压、电流的控制．受控源又间接地影响着电路中的响应．因此，不同支路的网络变量间除了拓扑关系外，又增加了新的约束关系，从而使分析计算复杂化．如何揭示受控源隐藏的电路性质，这对简化受控源的计算是非常重要的．本文在对受控源的电路性质进行系统分析的基础上，给出了含受控源的线性电路的等效计算方法． 正文：根据受控源的控制量所在支路的位置不同，分别采取如下3种等效变换法． 1. 1.当电流控制型的受控电压源的控制电流就是该受控电压源支路的电流、 或当电压控制型的受控电流源的控制电压就是该受控电流源支路两端的电压时，该受控源的端电压与电流之间就成线性比例关系，其比值就是该受控源的控制系数．因此，可采用置换定理，将受控源置换为一电阻，再进一步等效化简． 例1-1：如图求解图a中所示电路的入端电阻R AB． - B a + 解：首先，将电压控制型的受控电流源gu 1与R 1 并联的诺顿支路等效变化成电压 控制型的受控电压源gu 1R 1 与电阻R 1 串联的等效戴维南支路，如图b所示．在电 阻R 1与电阻R 2 串联化简之前，应将受控电压源的控制电压转换为端口电流i，即 u 1＝－R 2 i．然后，将由电压u 1 控制的电压控制型受控电压源gu 1 R 1 转化为电流控 制型的受控电压源－gR 1R 2 i，如图c所示．由图c可知，由于该电流控制型的受 控电压源的控制电流i就是该受控电压源支路的电流，因此，可最终将该电流控 制型的受控电压源简化成一个电阻，其阻值为－gR 1R 2 ．这样，该一端口网络的入 端电阻R AB＝R 1＋R 2 －gR 1 R 2 ．

初中九年级(初三)物理四、 电压源与电流源(理想电流源与理想电压源)的串、并、和混联

四、 电压源与电流源（理想电流源与理想电压源）的串、并、和混联 1. 电压源的串联，如图2-1-7所示： 计算公式为： u s ＝u s1＋u s2+u s3 2. 电压源的并联，如图2-1-8所示：只有电压源的电压相等时才成立。 12==s s s u u u 3. 电流源的串联，如图2-1-9所示： 只有电流源的电流相等时才成立。 12s s s i i i == 4. 电流源的并联，如图2-1-10所示：公式为：12s s s I I I =+ 5. 电流源和电压源的串联，如图2-1-11所示： u s1 u s2 u s3 u s I 图2-1-7 电压源串联 图2-1-8 电压源并联 u I I 图2-1-9 电流源串联

6. 电流源和电压源的并联，如图2-1-12所示： 五、实际电源模型及相互转换 我们曾经讨论过的电压源、电流源是理想的、实际上是不存在的。那实际电源是什么样的呢？下面我门作具体讨论。 1. 实际电压源模型 实际电压源与理想电压源的区别在于有无内阻R s 。我们可以用一个理想电压源串一个内阻Rs 的形式来表示实际电压源模型。如图2-1-13所示 u u I s3 Is3 I I 图2-1-11 电流源和电压源串联 u I I I 图2-1-12 电流源和电压源的并联 a b R s U S a b I U （ａ）实际电源 （ｂ）实际电压源模型

依照图中U 和I 的参考方向 得 S S U U R I =- （2-1-5） 由式（2-1-5）得到图2-1-13（c ）实际电压源模型的伏安关系。该模型用U S 和R s 两个参数来表征。其中U S 为电源的开路U oc 。从式（2-1-5）可知，电源的内阻R s 越小，实际电压源就越接近理想电压源，即U 越接近U S 。 2. 实际电流源模型 实际电流源与理想电流源的差别也在于有无内阻R s ，我们也可以用一个理想电流源并一个内阻R s 的形式来表示实际的电流源，即实际电流源模型。如图2-1-14所示： 若实际的电流源与外电阻相接后如图2-1-14（b ）可得外电流 U I Is Rs =- （2-1-6） Is ：电源产生的定值电流 U Rs ：内阻Rs 上分走的电流 由式（2-1-6）可得：实际电流源模型的伏安特性曲线，又知端电压U 越高，则内阻分流越大，输出的电流越小。显然实际电流源的短路电流等于定值电流Is 。因此，实际电源可由它们短路电流sc s I I =以及内阻Rs 这两个参数来表征。由上式可知，实际电源的内阻越大，内部分流作用越小，实际电流源就越接近于理想电流源，即I 接近I s 。 3. 实际电压源与实际电流源的互换 依据等效电路的概念，以上两种模型可以等效互换。对外电路来说，任何一个有内阻的电源都可以用电压源或电流源表示。因此只要实际电源对外电路的影响相同，我们就认为两种实际电源等效。对外电路的影响表现在外电压和外电流上。换句话说，两种模型要等效，它们的伏安特性就要完全相同。下面以实际电压源转换成实际电流源为例说明其等效原理。 U I I s I U （ａ）电流源模型 （ｂ）与外电阻相接 （ｃ）电流源模型的伏安特性 图2-1-14实际电流源模型

受控源的研究实验报告

受控源的研究实验报告 一、实验目的： 1. 获得运算放大器的感性认识，了解由运算放大器组成各类受控源的原理和方法，理解受控源的实际意义。 2. 掌握受控源特性的测量方法。通过测试受控源的外特性及其转移参数，进一步理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和理解。 二、实验原理： 1、运算放大器的基本原理（在上一次实验中已经介绍了，本次再补充说明一下） 运算放大器是一种有源二端口元件，图3-1是理想运算放大器的模型及其电路符号。 它有两个输入端，一个输出端和一个对输入、输出信号的参考地线端。信号从“－”端输入时，其输出信号U0与输入信号反相，故称“－”端为反相输入端；信号从“＋” 端输入时，其输出信号U0与输入信号同相，故称“＋”端为同相输入端。U0为输出端的对地电压，AO是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，AO和输入电阻Ri均为无穷大，而输出电阻RO为零。 理想运算放大器的电路模型为一个受控源，它具有以下重要的性质：当输出端与反相输入端“－”之间接入电阻等元件时，形成负反馈。这时，“－”端和“＋”端是等电位的，称为“虚短”，若其中一个输入端接地，另一输入端虽然未接地，但其电位也为0，称它为“虚地”；理想运算放大器的输入端电流约等于0。上述性质是简化分析含有运算放大器电路的重要依据。 本实验将研究由运算放大器组成的4种受控源电路的特性，选用LM741型或LM324型的集成运算放大器。LM741运算放大器的引脚功能如图3-2所示。

2、由运算放大器构成四种受控源的原理 （1）电压控制电压源（VCVS） 上图电路是由运算放大器构成的电压控制电压源，图中是反馈电阻，是负载电阻。因为 ，且 所以， 又因为

受控源的电路分析

受控源的电路分析 电信132班33张世东【实验目的】 1.了解用运算放大器组成四种类型受控源(VCVS、VCCS、CCVS、CCCS)的线路原理 2.测试受控源转移特性及负载特性 【实验设备和材料】 1.计算机及Mulitisim7.0电子仿真软件。 2.KHDL-1型电路实验箱。 3.MF-500型万用表，数字万用表。 【实验原理】 VCVS U1 + _ U2 + _ μu1 _ + U1 VCCS g m u1 (a) (b) CCVS r m i1_ + U2 CCCS ai1 (c) (d) （1）压控电压源（VCVS）如图1所示

Un Up U1 R 1 R 2 R U 2 10K 10K + _ + _ 图1 由于运放的输入“虚短”路特性，即 1u u u n p == 所以有 2 122R u R u i n == 又因运放内阻为∞，有21i i = 因此12 1212121222112)1()()(u R R R R R u R R i R i R i u +=+= +=+= 即运放的输出电压2u 只受输入电压1u 的控制而与负载L R 大小无关，电路模型如图（a ）所示。 转移电压比 2 1121R R u u +== μ μ为无量纲，又称为电压放大系数。这里的输入、输出有公共接地点，这种联接方式称为 共地联接。 （2）压控电流源（VCCS ） 将图2的1R 看成一个负载电阻L R ，如图2所示，即成为压控电流源VCCS 。 U p U n U 1 R 1K R L U 2I L I R +_ + _ 图2

此时，运放的输出电流 R u R u i i n R L 1 == =。即运放的输出电流L i 只受输入电压1u 的控制，与负载L R 大小无关。电路模型如图（b ）所示。 转移电导 )(11s R u i g L m == 这里的输入、输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接 （３） 流控电压源（CCVS ） 如图3所示 由于运放的“+”端接地，所以0=p u ，“—”端电压n u 也为零，此时运放的“—”端称为虚接地点。显然，流过电阻R 的电流1i 就等于网络的输入电流S i 。 此时，运放的输出电压R i i u S R -=-=12，即输出电压2u 只受输入电流S i 的控制，与负载L R 大小无关，电路模型如图（c ）所示。 转移电阻 )(2 Ω-== R i u r s m ，此电路为共地联接。 R R L U 2i s Un Up +_ i 1i L 图3 （４） 流控电流源（CCCS ） 如图4所示

关于含受控源电路的分析方法与总结

关于含受控源电路的分析方法的研究与创新 摘要：本文介绍了有关受控源的基本概念，分析了实际电子器件与受控源之间的关系，通过实例,阐述受控源电路的特点及基本分析原则以及方法，并根据它的双重特性即电阻性和电源性，分析含受控源电路中应注意的问题。 关键词：电路基础；受控源电路；独立源 一、受控源的概念 受控源：受控源是一种用来表示一条支路和另一条支路之间存在耦合关系的电路模型。受控源根据控制量的不同分为四种：V C C S （电压控制电流源），CCCS （电流控制电流源），VCVS （电压控制电压源），CCVS （电流控制电压源）。受控源在线性电路分析中不同于独立电源，受控源具有双重特性：电源特性、电阻特性。当受控源两端电压与流经受控源的电流成非关联方向时，表现电源特性；而当当受控源两端电压与流经受控源的电流成关联方向时，则表现出了电阻性质。 二、受控源的两种性质 I 、受控源的电源性 对于一个元件是否具有电源的性质,可从该元件在电路中是吸收功率还是提供功率来确定。现取四种受控源中的一种- VCCS 来论述。 如图所示,进入受控源电路入口端和出口端的瞬时功率分别为: )()()()(2211t i t u P t i t u P o i *=*= 故因此进入受控源两端的总功率为: )()()()(2211t i t u t i t u P t *+*= 对于任何一种理想受控源的输入端而言, i P 恒为零,所以: L t R t i t i t u P *-=*+=)()()(2 222 上式可以说明任何瞬时进入受控源的功率恒为负值,所以受控源具有电源的特性。 II 、受控源的电阻性 由文献[1],用下列数学方程表述受控源的特征:

含受控源的电路分析

2－5 含受控源的电路分析 在电子电路中广泛使用各种晶体管、运算放大器等多端器件。这些多端器件的某些端钮的电压或电流受到另一些端钮电压或电流的控制。为了模拟多端器件各电压、电流间的这种耦合关系，需要定义一些多端电路元件(模型)。 本节介绍的受控源是一种非常有用的电路元件，常用 来模拟含晶体管、运算放大器等多端器件的电子电路。从 事电子、通信类专业的工作人员，应掌握含受控源的电路 分析。

、受控源 受控源又称为非独立源。一般来说，一条支路的电压或电流受本支路以外的其它因素控制时统称为受控源。受控源由两条支路组成，其第一条支路是控制支路，呈开路或短路状态；第二条支路是受控支路，它是一个电压源或电流源，其电压或电流的量值受第一条支路电压或电流的控制。 受控源可以分成四种类型，分别称为电流控制的电压源(CCVS)，电压控制的电流源(VCCS)，电流控制的电流源(CCCS)和电压控制的电压源(VCVS),如下图所示。

)312( 01 21-???==ri u u ) 322( 0121-???==gu i i ) 332( 0121-???==i i u α)342( 01 21-???==u u i μ每种受控源由两个线性代数方程来描述： CCVS ：VCCS ：CCCS ：VCVS ：r 具有电阻量纲，称为转移电阻。g 具有电导量纲，称为转移电导。 α无量纲，称为转移电流比。 μ亦无量纲，称为转移电压比。

r、g、α和μ为常量时，它们是时不变双口电阻元件。本书只研究线性时不变受控源，并采用菱形符号来表示受控源(不画出控制支路)，以便与独立电源相区别。 受控源与独立电源的特性完全不同，它们在电路中所起的作用也完全不同。

电压源与电流源的等效变换

第五讲 电压源与电流源的等效变换 一、实际电源的两种电源模型 实际电源的电路模型由两部分组成：理想电源元件、理想电阻元件 1、电压源 （1）等效电路：理想电压源和内阻的串联表示。如图所示。 实际电压源的伏安特性关系式为：o s R u u i ?-= （2）伏安特性曲线：如图（b ）所示。 (a) (b) 图1-2-9实际电压源及其伏安特性 结论：电压源内阻越小，输出电压变化就越小，输出电压越稳定。 当R 0＝0时，U ＝U S ,电压源的输出电压恒定不变，电压源为理想电压源。当R o ＜＜R L 时，认为电压源是理想电压源。 电压源的电压和电压源的电流一般取非关联参考方向，此时电压源发出的功率为：P ＞0时，电压源发出功率；当P ＜0时，电压源吸收功率。 2、电流源 （1）等效电路：理想电流源和内阻的并联。图1-2-10(a)为一实际电流源的等效模型。由图1-2-10(a)可得o s R u i i - = i 为负载电流，o s R u i s = 为电流源的电流，o s R u 为流经内阻的电流。 电流源的输出电流i 随电压的变化而变化，伏安特性如图(b)所示。 （2）伏安特性：电流源电阻越大，输出电流变化越小，输出电流越稳定。

图 1-2-10实际电流源及其伏安特性 当内阻R o ＝∞时，s i i =，电流源输出电流恒定不变，与端电压无关，为理想电流源。在实际中，当R o ＞＞R L 时，近似认为是理想电流源。 小结：电流源的电压和电流源的电流一般取非关联参考方向，当P ＞0时，电流源发出功率；当P ＜0时，电流源吸收功率。 3、两种电源的转换 电源转换条件：输出电压U 和输出电流I 不变；电源内阻R 0相等，且 （1）所谓等效，只是对电源的外电路而言的，对电源内部则是不等效的。 （2）变换时要注意两种电路模型的极性必须一致，即电流源流出电流的一端与电压源的正极性端相对应。 （3）理想电压源与理想电流源不能相互等效变换。 （4）变换关系中，R 0不限于内阻，可扩展至任一电阻。 二、利用电源等效求图所示电路中的电流I 和电压U 。 s E I R =E Is E 1＝V (a) I s1＝＝2 Ω (b) R 0＝2 I (c)

实验一 电压源与电流源的等效变换

实验一电压源与电流源的等效变换 学号：132021520 姓名：XXX 班级：13通信X班 指导老师：X老师实验组号：5 实验地点：1实203 实验日期：2014年5月18日 一、实验目的和要求： 1．掌握电源外特性的测试方法； 2．验证电压源与电流源等效变换的条件。 二、实验仪器： 一、可调直流稳压电源1台 二、直流恒流源1台 三、直流数字电压表1只 四、直流数字毫安表1只 五、电阻器1个 三、实验原理： 1、一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻，故在实用中，常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流而变，其外特性，即其伏安特性U=f(I)是一条平行于I轴的直线。 一个恒流源在使用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源，即其输出电流不随负载的改变而改变。 2．一个实际的电压源（或电流源），其端电压（或输出电压）不可能不随负载而变，因它具有一定的内组值。故在实验中，用一个小阻值的电阻（或大电阻）与稳压源（或恒流源）相串联（或并联）来模拟一个电压源（或电流源）的情况。 3．一个实际的电源，就其外部特性而言，既可以看成是一个电压源，又可以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源ES与一个电导g O相并联的组合来表示，若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。 一个电压源与一个电流源等效变换条件为

o R Es Is = g O =Ro 1 或 0g Is Es = R O =g0 1 如下图6-1所示： 四、实验内容： 1．测定电压源的外特性 （1）按图6-2（a ）接线，E S 为+6V 直流稳压电源，调节R ，令其阻值由大至小变化，记录两表的读数 图6-2（a ） 图6-2（b ） R(Ω) 200 300 500 800 1000 1500 2000 ∞ U(V) 6.01 6.01 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 I(mA) 29.34 19.60 11.96 7.51 6.00 4.02 3.01 （2）按图6-2（b ）接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节R 阻值，记录两表读数。 R(Ω) 200 300 500 800 1000 1500 2000 ∞ U(V) 4.79 5.12 5.44 5.64 5.70 5.80 5.80 6.00

电流源与电压源的等效变换

第十五周（第 1、2 讲） 【教学过程】： 导入新课： 电路中的电能都是由电源来提供的，对负载来说，电源是电压的提供者，也可以看成是电流的提供者。 讲授新课： 一、电压源 为电路提供一定电压的电源可以用电压源来表征 1、理想电压源(恒压源)：电源内阻为零，并能提供一个恒定不变的电压。所 以也称恒压源。如图1-a所示。 2、恒压源的两个特点：（1）提供给负载的电压恒定不变；（2）提供给负载的 电流可任意。 3、实际电压源：可以用一个电阻（相当于内阻）与一个理想的电压源串联来 等效。它提供的端电压受负载影响。如图1-b虚线框内所示。 图 1 二、电流源 为电路提供一定电流的电源可用电流源来表征。 1、理想电流源（恒流源）：电源的内阻为无穷大，并能提供一个恒定不变的电 源。所以也称为恒流源。如图2-a所示。 2、恒流源的两个特点：（1）提供给负载的电流是恒定不变的；（2）提供给负

载的电压是任意的。 3、实际电流源：实际上电源的内阻不可能为无穷大，可以把理想电流源与一 个内阻并联的组合等效为一个电流源。如图2-b 所示。 图 2 三、两种电源模型的等效变换 讨论问题：两种电源模型的等效变换的条件是什么？ 对外电路，只要负载上的电压与流过的电流是相等的，则两个不同的电源等效。 ;;00S S S S S r I E r E r E I r r ?=??=== 或者： （1）电压源等效为电流源： 0r E I S = 0r r s = （2）电流源等效为电压源： s S r I E = s r r =0 即：内阻相等，电流源的恒定电流等于电压源的短路电流：或电压源的恒定电压等于电流源的开路电压。 要注意一个理想电压源是不能等效变换为一个理想电流源的，反之也一样。只有电流源和电压源之间才能等效变换。但是这种等效变换是对外电路而言的，电源内部并不等效。 例题讲解：76页例1