第4章_受控源电路的分析方法.

1、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：相同点：两者性质都属电源，两者性质都属电源，均可向电路均可向电路 提供电压或电流提供电压或电流。不同点：不同点：独立电源独立电源的电动势或电流是的电动势或电流是由非电由非电能量提供能量提供的，其大小、方向和电路的，其大小、方向和电路中的电压、电流无关；中的电压、电流无关；

2、 受控源受控源的电动势或输出电流，的电动势或输出电流，受电受电 路中某个电压或电流的控制路中某个电压或电流的控制。它不。它不 能独立存在，其大小、方向由控制能独立存在，其大小、方向由控制 量决定。量决定。受控电源可分为四种类型：受控电源可分为四种类型：电压控制电压源（简称电压控制电压源（简称VCVS）电压控制电流源（简称电压控制电流源（简称VCCS）电流控制电压源（简称电流控制电压源（简称CCVS）电流控制电流源（简称电流控制电流源（简称CCCS）四种受控源模型四种受控源模型(a) VCVS+_+_11u U22uU控制量：控制量：11u U受控量：受控量：22uU受控元件参数：受控元件参数：

3、受控量与控制量的关系：受控量与控制量的关系：2121uu UU实实 例：例：变压器变压器电压放大倍数电压放大倍数(b) VCCS+_11u U 22iI控制量：控制量：11u U受控量：受控量： 22iI受控元件参数：受控元件参数：受控量与控制量的关系：受控量与控制量的关系：2121mmig uIY U实实 例：例：场效应管场效应管mY转移电导转移电导 或转移导纳或转移导纳mg(c) CCVS+_+_22uU 11iI控制量：控制量： 11iI受控量：受控量：22uU受控元件参数：受控元件参数：受控量与控制量的关系：受控量与控制量的关系：2121mmur i UZ I实实 例：例：有互感作用的

4、成对电感元件有互感作用的成对电感元件mmZr转移阻抗或转移电阻转移阻抗或转移电阻(d) CCCS 11iI 22iI控制量：控制量： 11iI受控量：受控量： 22iI受控元件参数：受控元件参数：受控量与控制量的关系：受控量与控制量的关系：2121iiII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电源可分为四种类型：受控电源可分为四种类型：电压控制电压源（简称电压控制电压源（简称VCVS）电压控制电流源（简称电压控制电流源（简称VCCS）电流控制电压源（简称电流控制电压源（简称CCVS）电流控制电流源（简称电流控制电流源（简称CCCS）2121uu UU2121mmig u

5、IY U2121mmur i UZ I2121iiII4.2 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使用，仍可使用，只是在列方程时，通常要增加只是在列方程时，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 Z1E1I2I3I2mZ I1mZ I+_解：解：（1）基尔霍夫定律）基尔霍夫定律123III1 122210mmEZ IZ IZ IZ I1223 30mZ IZ IZ I例例 4-2-3_+ Z2 Z3 Z1E1I2I3I2mZ I1mZ I+_（2）结点电压法）结点电压法123I

6、II211,mEZ IUIZ122,mUZ IIZU33UIZ由于控制变量是支路电流，求解较为麻烦。由于控制变量是支路电流，求解较为麻烦。当控制变量是支路电流时，不宜采用结点电压法。当控制变量是支路电流时，不宜采用结点电压法。_+ Z2 Z3 Z1E1I2I3I2mZ I1mZ I+_（3）回路电流法）回路电流法II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 0.5u12112 21 111 10.5SiuiR iRiuuRi补充控制量方程补充控制量方程基尔霍夫定律基尔霍夫

7、定律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。111IIIUD = 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

8、 单独作用单独作用Us+-R1R2AB UD1IIs 单独作用单独作用+-R1R2ABUDIs1I13.75AI 代入数据解得：代入数据解得：Us 单独作用单独作用Us+-R1R2AB UD1I112SDUUIRR 0.4DABUU11ABSUUI R或或12ABDUI RU补充方程补充方程+-_Us20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2UD12SIII Is 单独作用单独作用+-R1R2ABUDIs1I2I22DABUUIR11ABUI R 代入数据得：代入数据得：11.25AI +-_Us20VR1R3R22A2 2 1 IsABI1I2UD补充方程补充方程1113.75 1.

9、252.5AIII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- +-U1I110I2I_+R2R1R3- +IS1I110IU2I11121212111.112ASSIIIURIRRRR26.4VUUU 原则原则2： 可以用可以用两种电源互换两种电源互换简化受控源电路。但简化时简化受控源电路。但简化时注意注意不能把控制量化简掉不能把控制量化简掉。否则会留下一个没有控制。否则会留下一个没有控制量的受控源电路，使电路无法求

10、解。量的受控源电路，使电路无法求解。6 R34 1 2 +_U9VR1R2R5IDI115 . 0 IID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：12IIUDDAB1916691 6 1 1 68DABUUI 11199866ABIUUI11.3AI 原则原则3： 运用运用戴维南定理戴维南定理和和诺顿定理诺顿定理时，时，受控源和控制量受控源和控制量需同时划为变换部分需同时划为变换部分，并，并在在求输入电阻求输入电阻时，时，保留受控保留受控源源，用，用外加电压法外加电压法求。求。例例4：已知已知E=10V，

11、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。LILR3R2R1R2LI+-ESI解解:（1）戴维宁定理）戴维宁定理 求开路电压求开路电压U0LILR3R2R1R2LI+-ESI021()2 (3020) 10110SUIRREV由于由于RL开路，故开路，故IL为零，为零，电流控制源电流控制源2IL也为零。也为零。U3R2R1R+-E10V2A2030SIU3R2R1R2LI+-ESIU+- 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

12、能直接用电阻串、并联公式求解。所以，通常采用能直接用电阻串、并联公式求解。所以，通常采用外外加电压法加电压法来求解。此时，控制量来求解。此时，控制量IL变为变为I，且方向改，且方向改变了，则原来的受控量变了，则原来的受控量2IL也要随之变为也要随之变为2I，且方向，且方向也同时改变（由原来的向左变为向右）。也同时改变（由原来的向左变为向右）。3R2R1R2LIILR3R2R1R2LI+-ESILI321132()UIRIRIRI RRR013220403030URRRRI若把若把受控源受控源2I也去除，则：也去除，则：0123RRRR错误！错误！3R2R1R2I2030U+-I注意：注意：受控

13、电流源和受控电压源也可以等效变换，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，但在变换过程中，不能把受控源的控制量去掉不能把受控源的控制量去掉。3R2R1R22IRU+-I+- 求解求解IL001102.2A3020LLUIRRLILR+-0U0R（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：22SSCSCIIII011223ERIRIRISC 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11A3SCI经整理和计算得到经整理和计算得到SCI3R2R1R2SCI+-ESI2I1I122SCIII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：003011A=2.2A30203LSCLRIIRR 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： 可以用可以用两种电源互换两种电源互