以前所讨论的电压源和电流源都称为独立电源。所谓独立电源是指电压源的电压和电流源的电流是恒定的,不受电路中其他参数的控制。除了这种电源以外,在电子电路中,还存在着另一种类型的电源,即电压源的电压和电流源的电流受电路中其他参数的控制,而不由自身决定,这样的电源称为受控电源。
受控源是一个电源,它与独立电源的区别在于它受到电路中其他参数的控制。根据受控源的类型是电压源还是电流源,以及控制参数是电压还是电流等不同情况,受控源分为4种类型:电压控制电压源(VCVS);电流控制电压源(CCVS);电压控制电流源(VCCS);电流控制电流源(CCCS)。受控电源的电路符号用菱形表示,以便与独立电源的圆形符号相区别。
4种受控源的电路模型依次如图2-40(a)、(b)、(c)、(d)所示。
受控电源的电路符号用菱形表示,以便与独立电源的圆形符号相区别。在受控源电路模型中,m、g、b、a称为受控源的控制系数,它反映了控制量对受控源的控制能力。含受控源电路的分析方法可以用前几节所介绍的方法,不同之处在于要增加一个控制量与所求变量之间的关系方程(即需要找到控制量与所求变量之间的关系式)。需要特别指出的是,在用叠加定理及戴维南定理求等效电阻的计算时,对受控源的处理方法不能像其他方法那样当成独立源去处理,而要把它看成是电阻一样去处理(即不能将其短路或断路,而是要保持在电路中原来的位置和原来的参数不变)。
(a) (b)
(c) (d)
图2-40 理想受控源模型
用支路电流法写方程时,应先把受控源暂时作为独立源去列写支路电流方程。但因受控源输出的电压或电流是电路中某一支路电压或电流(即控制量)的函数,所以一般情况下还要用支路电流来表示受控源的控制量,使未知量的数目与独立方程式数目相等,这样才能将所需求解的未知量解出来。以图2-41为例,列写支路电流方程。
图2-41 支路电流
辅助方程
解之得
应用叠加定理时,独立源的作用可分别单独考虑,但受控源不能单独作用,且独立源作用时受控源必须保留。以图2-42为例。
(a) (b) (c)
图2-42 叠加定理用图
5A电流源单独作用,如图2-42(c)所示。则有
解得
10V电压源单独作用 解得
叠加,得
应用等效电源定理分析含受控源的电路时,不能将受控源和它的控制量分割在两个网络中,二者必须在同一个网络中。至于求等效电源的内阻RO时,有源二端网络中的独立电源均应为零,但受控源是否为零则取决于控制量是否为零。因此RO不能用电阻串并联的方法计算。一般采用以下两种方法计算RO。
(1)开路短路法。即求出有源二端网络的开路电压UOC和短路电流ISC,则
(2)外加电压法。即在不含独立源的二端网络(内含受控源)两端之间加一个电压U,求出在这个电压作用下输入到网络的电流I,则
【例2-12】见图2-43应用戴维南定理求电流I2。
解:
(a) (b)
(c) (d)
图2-43 【例2-12】用图