电工电子技术第一章ppt电子稿.ppt

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1、,上页,下页,返回,抓住二个主要环节,处理好三个基本关系,教学配合，评教评学,听课与笔记作业与复习自学与互学,课堂听课 课后复习,如何学好本课程？,上页,下页,返回,第章电路分析基础,1.1 电路的基本概念1.2 电路的基本元件1.3 基尔霍夫定律1.4 电路的常用定理1.5 含受控源电路的分析,上页,下页,返回,第1章,1.1 电路的基本概念,电路及电路模型,电流、电压的参考方向,电路的工作状态,第1章,上页,下页,返回,电路中的电位,主要内容,电路及电路模型,1.电路的组成和作用 电路是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工、电子器件或设备组合而成的。,实际电路,电路模型,第1章,上页,下

2、页,返回,电力系统,扩音器,电路的作用,上页,下页,返回,第1章,2.理想元件和电路模型,用于构成电路的电工、电子元器件或设备统称为实际电路元件，简称实际元件。实际电路元件从能量转换角度看，有电能的产生、电能的消耗以及电场能量和磁场能量的储存。忽略实际电路元件的次要因素，仅反映它们的主要物理性质的元件称为理想电路元件。用理想电路元件组成的电路就是实际电路的电路模型。电路模型常用的理想电路元件有：理想电压源、理想电流源、电阻、电感、电容，如图1-3所示。,第1章,上页,下页,返回,上页,下页,返回,第1章,各种蓄电池和干电池由化学能转换成电能。,电源,上页,下页,返回,第1章,汽轮发电机和风力发

3、电机将其它能转换成电能。,实际的负载包括电动机、电动工具和家用电器等等。,负载,上页,下页,返回,第1章,1.1.2 电流、电压的参考方向,1.基本物理量,上页,下页,返回,第1章,2.电压、电流参考方向,a,b,R5,R2,R1,R3,R4,R6,+,+,E1,E2,E,U,R,I,a,b,电压、电流实际方向：,上页,下页,返回,第1章,在解题前先任意选定一个方向，称为参考方向（或正方向,可用箭头、极性或双下标表示）。依此参考方向，根据电路定理、定律列电路方程，从而进行电路分析计算。,解决方法:,上页,下页,返回,第1章,第1章,当一个元件或一段电路上电流、电压参考方向一致时，则称它们为关联

4、参考方向，如图1-6（a）所示，其欧姆定律为：U=IR 反之，图1-6（b）则称为非关联参考方向，其欧姆定律应为：U=-IR 在分析电路时，参考方向常习惯采用关联参考方向。,图1-6 参考方向的 关联性,上页,下页,返回,第1章,例1-1,上页,下页,返回,应用欧姆定律对图1-7的电路列出式子,并求电阻R。,+,图1-7 例1-1电路图,已知：E=2V,R=1问：当Uab为1V时，I=?,上页,下页,返回,第1章,例1-1.2,假定U、I 的参考方向如图所示，若 I=-3A，E=2V,R=1 Uab=？,1.电压电流“实际方向”是客观存在的物理现象，“参考方向”是人为假设的方向。,上页,下页,

5、返回,第1章,UR,E,I,R,a,b,d,例1-1.3,4.为方便列电路方程，习惯假设I与U 的参 考方向一致（关联参考方向）。,2.方程U/I=R 只适用于R 上U、I参考方向一 致的情况。即欧姆定律表达式含有正负号，当U、I参考方向一致时为正，否则为负。,3.在解题前，一定先假定电压电流的“参考方 向”，然后再列方程求解。即 U、I为代数 量，也有正负之分。当参考方向与实际方 向一致时为正，否则为负。,上页,下页,返回,第1章,设电路任意两点间的电压U和电流I 为关联方向,则这部分电路消耗的功率为,3.电路功率,如果假设方向不一致怎么办？功率有无正负？,问题：,上页,下页,返回,第1章,

6、P=UI,1)按所设参考方向如下图所示,U、I参考方向一致,P=U I,功率的计算,U、I参考方向相反,上页,下页,返回,第1章,P=U I,2）将U、I 的代数值代入式中,P=U I,上页,下页,返回,第1章,第1章,上页,下页,返回,例1-2,图1-8所示电路,已知:Us1=15V,Us2=5V,R=5,试求电流I和各元件的功率。,电路如下图所示，已知：U=10 V,I=1A。试指出电路是电源还是负载.,解：按图中假设的正方向列式：P=UI=101=10W(负载性质),1)P 为“”表示该元件吸收功率；P 为“”则表示输出功率。,2）在同一电路中，电源产生的总功率和负 载消耗的总功率是平衡

7、的。,小结：,若：U=10 V,I=1 A 则 P=10 W（电源性质）,上页,下页,第1章,返回,例1-3,电路在不同的工作条件下，将会出现处于通路、开路和短路三种状态。1.通路 当电源与负载接通时，电路称为通路。如图1-10（a）。电路中的电流也就是电源发出的电流：,第1章,上页,下页,返回,电路的工作状态,第1章,上页,下页,返回,电气设备的额定值,任何电气设备的电压、电流和功率都有一定的限额,额定转速 nN,电路处于通路时的功率平衡关系式为：PRL=PE-PR0=EI-R0I2=UI 电路只有处于通路的状态才会有电流和功率的输送和转换。电源的负载等电气设备在一定的工作条件下其工作能力是

8、一定的。表示电气设备的正常工作条件和工作能力所规定的数据统称为电气设备的额定值。它包括额定电压UN、额定电流IN和额定功率PN等等。电气设备应在工作在额定值时，才能获得最佳的工作效率，若超过或低于额定值，会引起电气设备的损坏或降低使用寿命，或不能发挥正常效能。,第1章,上页,下页,返回,2.开路 含源电路未连成闭合回路,电路中电流为零,称这时的电路为开路,如图1-10(b)所示。,第1章,上页,下页,返回,3.短路 电路由于某种原因使电源两端用导线连接，造成电源短路，称电路处于短路状态。如图1-10（c）所示。,第1章,上页,下页,返回,电路短路是一种严重事故，由于短路电流很大，大大超过额定电

9、流，因此会烧毁电源。为了防止短路，保护电源和电气设备，实际电路中应接入熔断器FU。在电工、电子技术中，有时为了某种需要也将部分电路或某些元件短路，这种人为的工作短接或进行某种短路实验，应该与事故短路区别开来。例1-4 有一直流电源设备，额定值为：PN=400W，UN=110V，内阻R0=1.38。当负载电阻分别为50、10或发生短路事故，试求该电源的电动势及上述不同负载情况下电源输出功率。,第1章,上页,下页,返回,第1章,上页,下页,返回,电位的概念 在分析和计算电路时,常常将电路中的某一点选作电位为零的参考点,电路中其它任何一点与参考点之间的电压便是该点的电位。在电力工程中规定大地为电位参

10、考点，在电子电路中常与机壳联接的输入、输出的公共导线为参考点，称之为“地”，在电路图中用“”表示。在电路分析中，参考点原则上可以任意选取，但参考点选取的不同，各点的电位值也一不。当参考点一经确定之后，电路中各点的电位值才能确定，并且在分析计算电路的过程中不得更改。,第1章,上页,下页,返回,电路中的电位,第1章,上页,下页,返回,例 电路如图1-11所示。若电路中选取e点为参考点，各点对参考点的电位是多少？若电路中选取d点为参考点，各点对参考点d的电位又是多少？,第1章,上页,返回,第1章,上页,下页,返回,例1-5 电路如图1-13所示，试求B点电位及电压UAB。,上页,下页,返回,第1章,

11、上页,下页,返回,第1章,例1-6试求电路如图1-14中，当开关S断开和闭合两种情况下A点电位UA。,1.2 电路的基本元件,独立电源元件,1.2.2 电阻、电感和电容元件,第1章,上页,下页,返回,1.理想电压源和理想电流源,2.实际电源的两种电路模型,3.实际电源两种模型的等效互换,下页,上页,返回,第1章,独立电源元件,1.理想电压源和理想电流源(1)理想电压源(也称恒压源),外特性：输出电压与输出电流的关系。,U,第1章,上页,下页,返回,特点：,1.输出电流恒定不变 2.端电压是任意的,即随负载不同而不同,I,U,IS,(2)理想电流源(也称恒流源),下页,上页,第1章,返回,特点,

12、分析：IS 固定不变,US 固定不变。,上页,下页,第1章,返回,已知：Is，US，R 问：I 等于多少？,U 又等于多少？,例1,解：1.Uab=US,2.若R 减小为1，,电流源的功率PIS=-ISUS=-4W不变！,电压源的功率,IUs=I Is=3A,上页,下页,第1章,返回,2.若使R 减小为1，I 如何变？两个电源的功率如何变？,1.I 等于多少？,2.实际电源的两种电路模型,(1)实际电源的模型,下页,上页,第1章,返回,I,U,+,-,b,a,(2)实际电压源模型,第1章,下页,上页,返回,R,外特性曲线,(3)实际电流源模型,上页,下页,第1章,返回,外特性曲线,b,a,R,

13、IsRo(R=),3.实际电源两种模型的等效变换,上页,下页,返回,第1章,等效变换的条件,U=UsIR0,U=IR0R0,=IsR0 I R0,=(Is I)R0,上页,下页,第1章,返回,电压源模型 电流源模型,下页,上页,第1章,返回,2）所谓“等效”是指“对外电路”等效（即对外电 路的伏安特性一致），对于电源内部并不 一定等效。例如，在电源开路时：,1）电压源模型与电流源模型变换前后电流的 方向保持不变，即IS和Us方向一致。,R0 不消耗能量,上页,下页,第1章,返回,3）理想电压源（恒压源）与理想电流源（恒流源）之间不能互换。,上页,下页,第1章,返回,上页,下页,第1章,返回,1

14、.电阻元件,电阻（R）：具有消耗电能特性的元件。,伏安特性：电阻元件上电压与电流间的关系称为伏安特性。,1.2.2 电阻、电感和电容元件,i,u,当电压与电流之间不是线性函数关系时，称为非线性电阻。,当 恒定不变时，称为线性电阻。,第1章,上页,下页,返回,第1章,上页,下页,返回,实际的金属导体的电阻与导体的尺寸及材料的导电性能有关。,式中称为电阻率，是表示材料对电流起阻碍作用的物理量。l 是导体的长度，S 为导体的截面积。,电阻的单位是欧姆（），千欧（k）。,第1章,上页,下页,返回,几种常见的电阻元件,普通金属膜电阻,绕线电阻,电阻排,热敏电阻,2.电感元件,单位：H,mH,H,单位电流

15、产生的磁链,电感：能够存储磁场能量的元件。,上页,下页,第1章,返回,电感元件的基本关系式,其中：,第1章,上页,下页,返回,电感是一种储能元件，储存的磁场能量为,电感元件在直流电路中,相当于一根无阻导线!,第1章,上页,下页,返回,第1章,上页,下页,返回,线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近介质的导磁性能等有关。,对于一个密绕的N 匝线圈，其电感可表示为,式中即为线圈附近介质的磁导率（H/m)，S 为线圈的横截面积（m2)，l 是线圈的长度（m）。,第1章,上页,下页,返回,几种常见的电感元件,带有磁心的电感,陶瓷电感,铁氧体电感,3.电容元件,C 相当于开路!,电容元件在 直流电路中：,

16、电容：具有存储电场能量特性的元件。,i=0,第1章,上页,下页,返回,电容是一种储能元件，储存的电场能量为：,第1章,上页,下页,返回,电容器的电容与其极板的尺寸及其间介质的介电常数有关。,式中即为其间介质的介电常数（F/m)，S 为极板的面积（m2)，d 是极板的距离（m）。,第1章,上页,下页,返回,几种常见的电容器,普通电容器,电力电容器,电解电容器,理想元件的伏安关系,第1章,上页,下页,返回,（u与i参考方向一致）,实际的电阻、电感和电容器在多数情况下可以只考虑其主要物理性质，将它们近似看成理想元件，分别只有电阻性、电感性和电容性。但在有些情况下，除了考虑这些元件的主要物理性质外，还

17、要考虑其次要的物理性质，此时可以用R、L、C组成的模型来表示。例如，考虑电能损耗的电容器时，可用图1-23（a）电路来表示，若要考虑电能损耗和储存磁场能量时的电容器时，可用图1-23（b）电路表示。,上页,下页,返回,第1章,实际元件参数的表示,在实际使用中，若单个电阻、电感和电容元件的数值不能满足要求时，可将几个元件串或并联起来使用，教材中表1-1给出了两个同性质的元件串或并联时参数的计算公式。表1-1两个同性质的元件串或并联时参数的计算,上页,下页,返回,第1章,回顾：,1.1.1 电路及电路模型1.1.2 电流、电压的参考方向1.1.3 电路的工作状态1.1.4 电路中的点位 1.2.1

18、 独立电源元件1.2.2 电阻、电感和电容元件,第1章,上页,下页,返回,1.3 基尔霍夫定律,基尔霍夫电流定律(KCL),基尔霍夫电压定律(KVL),第1章,上页,下页,返回,基尔霍夫定律是电路作为一个整体所服从的基本规律，它阐述了电路各部分电压或各部分电流相互之间的内在联系。,KCL应用于结点,可以确定电路中各支路电流之间的关系;KVL应用于回路,可以确定电路中各部分电压之间的关系。,第1章,上页,下页,返回,支路：连接两个结点之间电路。同一支路流过电流相同。,回路：电路中任一闭合路径称为回路。,支路：ab,ad,(b=6）,回路：abda,bcdb(L=7）,结点：a,b,(n=4）,结

19、点：三个或三个以上电路元件的联结点。,网孔：单孔回路。,a,名词注释：,第1章,上页,下页,返回,1.3.1 基尔霍夫电流定律(KCL),依据：电流的连续性。,内容：在任何电路中，任何结点上的所有支路电流的代数和在任何时刻都等于零。其数学表达式为,I=0,第1章,上页,下页,返回,应用步骤（以结点a为例）：,若已知 I1=1A,I5=4A则：,第1章,上页,下页,返回,I=?,KCL的扩展应用举例,I,第1章,上页,下页,返回,1.3.2 基尔霍夫电压定律(KVL),内容：在任一时刻，沿电路内任一回路以任一方向绕行一周时，沿绕行方向上的电位升（电动势）之和等于电位降之和。,回路：a-b-d-a

20、,依据：电位的单值性。,E6,第1章,上页,下页,返回,或：在任何电路中，形成任何一个回路的所沿同一绕行方向电压的代数和在任何时刻都等于零。,应用步骤：,第1章,上页,下页,返回,KVL的扩展应用-用于开口电路。,KVL的意义：表明了电路中各部分电压间的相互关系。,第1章,上页,下页,返回,解：图1-27(a)为并联电路,并联的各元件电压相同,均为Us=10V,则I1由欧姆定律可得 I1=10/5=2A,第1章,上页,下页,返回,对结点a列KCL方程可得 I2=I1-Is=2-5=-3A,则电阻R消耗的功率为 PR=RI12=522=20W,恒压源的功率为 PUs=-UsI2=-10(-3)=

21、30W 吸收,恒流源的功率为 PIs=-UsIs=-105=-50W 发出,图1-27(b)为串联电路,串联的各元件电流相同,均为Is=5A,则U1由欧姆定律可得 U1=55=25V,列回路KVL方程求U2,可得 U2=U1+Us=25+10=35V,则电阻R消耗的功率为 PR=RIs2=552=125W,恒压源的功率为 PUs=UsIs=105=50W 吸收,恒流源的功率为 PIs=-U2Is=-355=-175W 发出,第1章,上页,下页,返回,图1-28所示是上一个 分压电路,已知R1=3,R2=7,Us=20V,试求理想电压源的电流I和电压U1、U2,例1-9,解：根据回路列写KVL方

22、程为 I R1+I R2=Us则理想电压源发出的电流为 I=,=2A,=,串联电路的分压公式,第1章,上页,下页,返回,图1-29所示是一个 分流电路,已知R1=2,R2=3,Is=10A,试求理想电流源的电压U和电流I1、I2。,例1-10,并联电路的分流公式,第1章,上页,下页,返回,解：设流过R1电流的参考方向如图所示。,应用KCL可得,IR1=I2-I1=1A,发出功率,b,第1章,上页,下页,返回,1.3.3 基尔霍夫定律的应用 支路电流法,支路电流法是分析电路的基本方法。它是以支路电流为未知量，应用KCL和KVL列出方程，然后求出各支路电流的方法。电路支路电流求出后，各支路电压和功

23、率就能很容易求解出来了。支路电流法的解题步骤如下：1.确定支路数目b。若电路有b个支路电流，应列出b 个独立方程。2.标出各支路电流的参考方向。根据电路的结点数n,应根据KCL列出n-1个独立的电流方程。3.确定电路的独立回路数m，应用KVL列出m个电压方程。独立回路数m=b-（n-1）=网孔数。4.解联b个方程，求出各支路电流。,第1章,上页,返回,下页,第1章,上页,返回,下页,第1章,上页,下页,返回,例1-12,试用支路电流法求解图1-31所示电路中的各支路电流和理想电流源两端电压Ux。,解:电路中I1=Is=5A,只有I2和I3是未知的,只需对结点a列一个KCL方程:结点a:Is+I

24、3=I2回路1方程:-R2I2-R3I3=Us回路2方程:R1Is+R2I2=Ux-Us三个方程,正好解三个未知量,代入数据:结点a:5+I3=I2 回路1:-I2-4I3=10回路2:8Is+I2=Ux-10,解方程得:I2=2A;I3=-3A;Ux=52V,第1章,上页,返回,下页,第1章,上页,下页,返回,第1章,上页,下页,返回,1.4 电路的常用定理,上面介绍的支路电流法是电路分析的基本方法,适用于任何电路。缺点是当支路较多时，列写的方程数多，求解繁琐。下面介绍几个常用定理分析电路的方法。,弥尔曼定理 节点电压法,弥尔曼定理指出：对于只有两个结点而有多条支路并联组成的电路，在求各支路

25、电流时，可先求出这两个结点间的电压，然后现求解各支路电流。弥尔曼定理是应用KCL列写结点电压的方法，故又称为节点电压法。,第1章,上页,下页,返回,下面以图1-32所示的两个结点的电路，介绍列写节点电压方程的方法。,设结点a的电压为Uab,并对结点a列写KCL方程 I1=I2+I3,代入KCL方程得,3.整理得结点电压方程为,第1章,上页,下页,返回,第1章,上页,下页,返回,例1-14 试求图1-33所示电路的结点电压Uab。,解:图1-33电路中有一个2A的恒流源支路,应用结点电 压公式时应注意：在公式中的分子中应增加该恒流源的代数和。当该恒流源电流与结点电压参考方向一致时为负，反之为正。

26、在公式中的分母中不计及与该恒流源串联的电阻。,第1章,上页,下页,返回,图1-33电路的结点电压Uab方程为,因为恒流源支路中不论串不串入元件，都不影响其理想电流值,第1章,上页,下页,返回,叠加定理,在由多个独立电源共同作用的线性电路中，任一支路的电压或电流，等于各个独立电源单独作用时在该支路中产生的电压或电流的代数和。,叠加定理指出:,应用说明,叠加原理只适用于线性电路。,第1章,上页,下页,返回,叠加时以原电路的电压或电流的参考方向为准，若各个独立电源单独作用时的电压或电流的参考方向与原电路的电压或电流参考方向一致时取正，相反则取负。,当其中某一个电源单独作用时，其余的独立电源 不作用时

27、应移去（即电压源予以短路，电流源予以开路）。,=,US,Is,Is,+,US,I,I,I,I=+I,I,第1章,上页,下页,返回,解题时要标明各支路电流、电压的参考方向。最后结果是各部分电压或电流的代数和。,叠加原理只能用于求电压或电流，不能用于求功率。,第1章,上页,下页,返回,例1-15 图1-34所示电路中，已知Us=9V，Is=6A，R1=6,R2=4，R3=3。试用叠加定理求各支路中的电流。,解：根据原电路画出各个独立电源单独作用的电路，并标出各电路中各支路电流或电压的参考方向。如图1-34中（b）和(c)电路。,第1章,上页,下页,返回,按各电源单独作用的电路，分别求出每条支路的电

28、流或电压值。,当图（b）中恒流源Is单独作用时 已知 I2=Is=6A 由分流公式可得,当图（c）中恒压源Us单独作用时 已知 I2=0 由欧姆定律可得,I1=I3=,=,=1A,第1章,上页,下页,返回,叠加定理的优点是：可将一个多电源共同作用的线性电路，转化为单电源分别作用的电路。它是处理线性电路的普遍适用的规律，可以通过它推导出其它重要的定理。缺点是：不能应用于非线性电路，也不能用于功率的计算，当电路电源较多时，计算的工作量也较繁琐。,作业：,P291-18、1-20,上页,下页,第1章,返回,等效电源定理,等效电源定理包括戴维宁定理和诺顿定理，是分析计算复杂线性电路的一种有效工具。当只

29、需计算复杂电路中某一支路的电流时，应用等效电源定理来求解最为方便。等效电源定理的求解思想是：将待求的支路从电路中取出，把其余电路用一个等效电源来代替，然后再将待求的支路与等效电源电路联接，这样就把复杂的电路化为简单的电路来求解了。等效电源定理处理复杂电路时，需要将原电路分解为二部分：当待求支路移去后，对剩余部分含有电源的两端电路，称为有源二端网络。若令剩余部分电路中全部电源为零的两端电路，称为无源二端网络。,第1章,上页,下页,翻页,返回,Two-terminals,第1章,上页,下页,返回,等效有源二端网络若用电压源表示的二端网络的分析方法，称为戴维宁定理；若用电流源表示二端网络的分析方法，

30、称为诺顿定理。,第1章,上页,下页,返回,内容：对外电路来说，任意一个线性有源二端网络都可以用一个实际电压源模型来等效代替，称为戴维宁定理等效电路。,1.戴维宁定理,第1章,上页,下页,返回,等效电压源模型的理想电压源，等于有源二端网络的开路电压；,US=0，应予以短路Is=0，应予以开路,第1章,上页,下页,返回,R3,a,b,R1,R2,US1,+,_,US2,+,_,IS,第1章,上页,下页,返回,例1-16 试用戴维宁定理求图1-37(a)所示电路中的电流I。,第1章,上页,下页,返回,解:求开路电压U0 将图(a)所示的原电路 中待求支中从ab端移去,画出图(b)求开路电压U0的电路

31、图。设图(b)中c点为参考点,则,(2)求等效内阻R0 将(b)图中的理想电压源和理想电流源移去,画出图(c)求等效内阻的电路图.,(3)求待求支流电流I 画出图(d)戴维宁等效电路图.,第1章,上页,下页,返回,从上例可看出,用戴维宁定理求解某支路电流时可分为三步,即 求待求支路断开后的开路电压U0；求待求支路断开后无源电路的等效电阻R0,画出戴维宁等效电路，接入待求支路求I。,若对有源二端网络内部不了解，或很复杂，也可采用实验的方法求出U0和R0，一般有二种方法：,上页,第1章,返回,下页,测开路电压和短路电流,（适用于允许短路的场合）,上页,第1章,返回,下页,测开路电压和外接负载电阻电

32、压,b,UoUL=IRo,（适用于不允许短路的场合）,上页,第1章,返回,下页,例 求下面电路中R支路的电流。,a,b,+,-,+,-,E,I,R,解,5,15,5,10,10,10v,R2,R1,R3,R4,Uab,10v,10,10,15,5,=2.5V,上页,第1章,返回,下页,求图示电路 I。,补充例题,上页,第1章,返回,下页,U0=Va Vb，,设：C点为零电位。,Vb=IS R5=3v,步骤1：断开被求支路，求开路电压U0。,上页,第1章,返回,下页,采用叠加原理求UR1,US单独作用时:,上页,第1章,返回,下页,IS 单独作用时:,UR1,C,R2,a,b,R5,IS,R1,

33、R3,UR1=UR1+UR1=-9V,步骤2：求等效电源的内阻,U0=Va Vb=7-3=4v,求开路电压U0,返回,下页,上页,第1章,步骤3：求支路电流I,返回,下页,上页,第1章,第1章,上页,下页,返回,2.诺顿定理,内容：任意一个有源线性二端网络，就其对外的效果来看，可以用一个电流源模型来等效代替。,R,U,有源二端网络,b,诺顿定理,IsC,R0,a,b,+,_,上页,第1章,返回,下页,电流源模型的ISC，为有源二端网络输出端的短路电流。,电流源模型的等效内阻R0，仍为相应无源二端网络的等效电阻（同戴维宁定理）。,b,a,无源二端网络,上页,第1章,返回,下页,小结,上页,第1章

34、,返回,下页,1.5 含受控源电路的分析,前面讨论的电路中的电压源和电流源都是不受外电路控制而独立存在的，故称为独立电源。其实，在电子电路中还有另外一种类型的电源，它们在电路中也能起电源的作用，但其电压和电流会受到电路中某个支路的电压或电流的控制而不能独立存在，这种电源称为受控电源。受控电源的特征是：当控制它们的某个支路的电压或电流为零时，受控电源的电压或电流也为零。,受控电源的类型和符号,上页,第1章,返回,下页,根据控制量是电压或电流，受控源是电压或电流，理想受控源可以分为四种，(a)VCVS;(b)CCVS;(c)VCCS;(d)CCCS，它们的符号如图1-40所示。,从上面四种理想受控

35、源看出,它们有两对端钮,一对为输入控制端口,用于输入电压或电流的控制量,另一对为受控的输出端,输出的是受控电压或受控电流。,应注意的是：理想受控源的输入端和输出端都是理想的，即 在输入端，电压控制时输入端为开路（I1=0）；电流控制时输入端为短路（U1=0），这说明，理想的输入,输入功率为零。在输出端，若为受控的理想电压源，输出电压恒定不变（即内阻R0=0）；若为受控的理想电流源，输出电流恒定不变（即内阻R0=）。四种受控源的控制系数的意义：,第1章,上页,下页,返回,四种受控源的控制系数为、g、，若它们是常数，则受控源的控制作用是线性的。1.电压控制电压源(简称VCVS)中,输出与输入的关系

36、为:U2=U1,式中为电压放大系数。2.电流控制电压源(简称CCVS)中,输出与输入的关系为:U2=I1,式中为转移电阻,单位为。3.电压控制电流源(简称VCCS)中,输出与输入的关系为:I2=g U1,式中g为转移电导,单位为S。4.电流控制电流源(简称CCCS)中,输出与输入的关系为:I2=I1,式中为电流放大系数。,第1章,上页,下页,返回,对含有受控源电路进行分析时,应明白受控源具有两重性:它即具有独立电源的作用,可以向电路中负载提供电压、电流和功率，也可以进行电源模型等效变换，但应注意受控源的控制量不能消失；也具有受电路中某个电压、电流控制的非独立性，因此，在电路分析时不能将受控源与

37、它的控制量分割在两个电路中，二者必须在同一个电路内。下面通过举例分析进行说明。,第1章,上页,下页,返回,受控源电路的分析,第1章,上页,下页,返回,例1-18 含CCCS的电路如图1-41所示，试求电路中电流I1,解：应用基尔霍夫定律可列出,结点a I1=I2+I3=I2+0.9I1 整理得：0.1I1=I2(1),因I1在左网孔,应对左网孔列KVL方程得 R1I1+R2I2=Us 代入数据得：6I1+40I2=6(2),将(1)式代入(2)式解得 I1=0.6A,例1-19 含VCCS的电路如图1-42所示，试求电路中电压U2。,第1章,上页,下页,返回,解：对结点a列结点电压方程，得,解

38、方程得 U2=6V,第1章,上页,下页,返回,例1-20 试用叠加定理求图1-43所示含有CCVS的电路中电流I1。,解:(1)画出原电路中独立电源单独作用下的电路如图1-43中(b)、(c)所示（注意：受控源不是独立源，不能单独作用电路）。,第1章,上页,下页,（3）当6A电流源单独作用时，在左边回路中根据KVL可得(注意:图中控制量参考方向改变,受控源参考方向也要随之改变)1I1+2I1+3(I1-6)=0 解得:I1=3A,(4)叠加求I1,返回,B,+,_,40V,4I1,A,I1,IL,RL,补充例题 用戴维宁定理求下面所示电路中通过电阻RL的电流 IL,返回,下页,上页,第1章,由KVL得,2、求RO，,将AB端短路求出ISC,A,返回,下页,上页,第1章,I1=0,第1章,上页,返回,本章结束,3.求通过电阻RL的电流 IL,B,U0,R0,10V,25,+,_,RL,I,5,I=,10,25,5,+,=,1,3,A,A,