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疑难解析 受控源. 一. 受控源的物理本质 和电阻、电容、电感、独立源等一样,受控 源也是一种理想元件,是对某种物理现象的 模拟与抽象。在现实中可以找到电阻、电容、 电感、电源等元件的原型,而 现实中并不存 在一种特定的电器件称作 “ 受控电源 ” ,它是某 些电器件、电子元件在特定情况下工作状态.

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Παρουσίαση με θέμα: "疑难解析 受控源. 一. 受控源的物理本质 和电阻、电容、电感、独立源等一样,受控 源也是一种理想元件,是对某种物理现象的 模拟与抽象。在现实中可以找到电阻、电容、 电感、电源等元件的原型,而 现实中并不存 在一种特定的电器件称作 “ 受控电源 ” ,它是某 些电器件、电子元件在特定情况下工作状态."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 疑难解析 受控源

2 一. 受控源的物理本质 和电阻、电容、电感、独立源等一样,受控 源也是一种理想元件,是对某种物理现象的 模拟与抽象。在现实中可以找到电阻、电容、 电感、电源等元件的原型,而 现实中并不存 在一种特定的电器件称作 “ 受控电源 ” ,它是某 些电器件、电子元件在特定情况下工作状态 的一种等效。

3 实例: 1. 他励直流发电机: 如图 :励磁电流 I 产生磁场,磁场强度决定感应 电压 U, 故 U 可以看作受 I 控制。因此,在理想 情况下,可以等效成如下理想模型 : U =rI I

4 该受控源模型为电流控制电压源 CCVS ,参数 r 反映了受控量 U 和控制量 I 之间的比例关系, 这一模型合理地表现了实际的物理现象 ---- 发 电机中两条支路间的控制关系。 U =rI I

5 2. 晶体三极管 如图,晶体三极管工作于交流小信号放大状 态时,近似地有: u be = r be i b i c = i b b c e ibib icic u be u ce β

6 因此可以等效成以下模型: 该受控源模型为电流控制电流源 CCCS, 其中所 有的电压、电流、参数均为交流量。 ibib icic βibβib r be

7 二、受控源的特性 U =rI I I CCVS CCCS βI

8 VCVS VCCS U U αU g U

9 1. 从以上四种模型可以看出:受控源是一种双 口元件, 当系数为常数时, 可看作线性时不 变双口电阻。 2. 有源性: 例: 如图, I R = αU / R= αU S / R 故受控源的功率 : p= αU S * (- I R ) = ( αU S ) /R<0 UαU Us IRIR I 2 R1R1 R

10 可见,受控源能够输出功率,是一种有源元 件。 另一方面,受控源控制支路均为开路或短路, 即 i=0 或 u=0, 所以输入功率为零(上例中 R1 上的 功率 UI 是其自身消耗掉的功率,并不是受控源 的输入功率)受控源好像 “ 凭空 ” 把电压或电流 放大了若干倍,同时输出功率。 事实上,受控源自身并不产生和放大电能,它 输出的电功率由另外的工作电源提供。例如在 晶体管模型中,需要外加直流电源作为其工作 电源,其输出的交流功率即由直流电源提供 。 但在受控源等效模型中,外加电源一般并不画 出。

11 3. 受控源不是激励 虽然受控源能够输出功率,但并不是激励。 在上例中可以看出:若 Us=0 ,则电路中所有 电压、电流均为零,即无任何响应。受控源起 不到激励作用。 从因果关系上看,受控源输出的电压、电流 和功率是由控制变量产生的,而不是相反。这 些输出是一种结果而不是原因,当控制变量为 零时,受控源输出也为零。

12 从时间上看,总是先有控制变量,然后才有 受控变量输出。而控制变量是由独立源 引起的 响应。 综上所述,受控源无法为电路提供初始的信 号或能量输入,起不到激励作用。只有独立源 才是激励。

13 三、注意事项 在分析电路时,可以把受控源当作独立源处 理。 在对电路进行化简或等效时,不能影响控制 支路。 在对含受控源的一端口网络进行 Thevenin 或 Norton 等效时,该受控源的受控支路和控制支 路必须同在该网络内。


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