受控源-疑难解析

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的一种等效。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=rII•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=rII2.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：ube=rbeibic=ibbceibicubeuceβ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。ibicβibrbe二、受控源的特性U=rIIICCVSCCCSβIVCVSVCCSUUαUgU1.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，IR=αU/R=αUS/R故受控源的功率：p=αUS*(-IR)=（αUS）/R0UαUUsIRI2R1R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。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。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。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。