《电压源和电流源》PPT课件

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1、第3讲电压源和电流源1、元件特性：USus+_(1)电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；直流：U=US交流：uS是确定的时间函数，例如：uS=Umsint(2)通过它的电流是任意的，由外电路决定。IR5V一、电压源（独立的理想化电压源的简称）：电源：有源电路元件，是各种能量产生器的理想化模型。电源分为独立电源和非独立电源（受控源）两类，各自又有电压源和电流源两种。电压源国标符号电池符号伏安特性曲线USui0(1)若uS=US，即直流电源。则其伏安特性为平行于电流轴的直线。(2)若uS为随时间

2、变化的电源，则平行于电流轴的直线也随时间改变位置。(3)电压为零的电压源，伏安曲线与i轴重合，相当于短路状态。us+_US2、理想电压源的开路与短路：(1)负载开路：R，i=0，u=us；(2)负载短路：R=0，i，此时理想电源模型不存在。理想电压源不允许负载短路。3、实际电压源：实际电压源也不允许负载短路。因其内阻r很小，若负载短路，电流很大，可能烧毁电源。IR5VIrUS分析电路时可以短路。显然，r越小越好。r=0时即为理想电压源。4.功率i,uS关联p吸=uSip发=–uSii,us非

3、关联p发=uSip吸=-uSi电场力做功，吸收功率。物理意义：uS+_iu+_uS+_iu+_外力克服电场力做功，发出功率。物理意义：USui0IRUS惯例：非关联，P>0，发出功率。实际电压源世上没有理想电压源。其实，理想电阻也不存在。二、电流源（独立理想化）：电源输出电流为iS，其值与此电源的端电压u无关。1.特点：(a)电流源电流由电流源本身决定，与外电路无关；(b)电流源两端电压是由外电路决定。直流：iS为常数交流：iS是确定的时间函数，如iS=Imsint电路符号iSUIR1AiS2.伏

4、安特性(1)若iS=IS，即直流电流源。则其伏安特性为平行于电压轴的直线，反映电流与端电压无关。(2)若iS为变化的电源，则某一时刻的伏安关系也是平行于电压轴的直线（位置随时间改变）ISui0iSiu+_(3)电流为零的电流源，伏安曲线与u轴重合，相当于开路状态。3.理想电流源的短路与开路(2)负载开路：R，i=iS，u。若强迫断开电流源回路，电路模型为病态，理想电流源不允许负载开路。(1)负载短路：R=0，i=iS，u=0，电流源被短路。RiSiu+_4.实际电流源的产生：可由稳流电子设

5、备产生，有些电子器件输出具备电流源特性，如晶体管的集电极电流与负载无关；光电池在一定光线照射下光电池被激发产生一定值的电流等。4.功率p发=uisp吸=–uisp吸=uisp发=–uisiSiu+_iSiu+_u,iS关联u,iS非关联例2、求IS的功率。解：必须由元件特性来分析。需要求P，必须求IS的外电压。非关联，P>0,发出功率。整个电路功率平衡吗？关联，P>0,吸收功率。I？US是不是没有作用呢？作用不仅有电流作用，而且有电压的作用。合起来是功率的作用。？U+_2V3ΩIS=1AUS+_三、

6、受控源1、一个由实际电路部件和装置提出的问题：例1晶体管放大器。ic=bibibbib受控源是一个四端元件:控制部分：输入端口是控制支路；开路或短路。受控部分：输出端口是受控支路；电压源或电流源。RcibRbicEc电流控制的电流源例2直流发电机+_U=rIfIfIfU=rIf+_2、受控源定义：一条支路的电压（电流）控制另一条支路的电压（电流）的电路现象。是由电子器件抽象而来的一种模型。它不是电路的激励；不是独立电源；故称为受控源，或称为非独立电源。是单向的。3、四种类型：(1)电流控制的电流源(

7、CurrentControlledCurrentSource)CCCS{u1=0i2=bi1：电流放大倍数(2)电流控制的电压源(CurrentControlledVoltageSource)CCVS{u1=0u2=ri1r:转移电阻bi1+_u2i2_u1i1+ri1+_u2i2_u1i1++_(3)电压控制的电流源(VoltageControlledCurrentSource){i1=0i2=gu1g:转移电导(4)电压控制的电压源(VoltageControlledVoltageSource

8、){i1=0u2=u1:电压放大倍数，g，，r为常数时，被控制量与控制量满足线性关系，称为线性时不变受控源。u1+_u2i2_u1i1++_gu1+_u2i2_u1i1+VCCSVCVS4、受控源是有源元件：VCVSP=u1i1+u2i2=u2i2=u2(-u2/R)<0五、受控源与独立源的比较:(2)独立源作为电路中“激励”，在电路中产生电压、电流，而受控源只是反映输出与输入的控制关系，在电路中不能作为“激励”。关联参考方向故受控源是有源元件。u1+_u