受控电流源电压的正负极

《电路基础》受控源VCCS 、VCVS 、CCVS 、CCCS 的特性曲线实验一． 实验目的1． 加深对受控源的理解2． 熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法，了解运算放大器的应用。

3． 掌握受控源特性的测量方法二． 实验原理与说明1． 受控源是双口元件，一个为控制端口，另一个为受控端口。

受控端口的电流或电压受到控制端口的电流或电压的控制。

根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类：i c=0 i c=0+ u c u c - - (a) VCVS (b) VCCS u c=0 u c=0 c c -(c) CCVS (d) CCCS图9-1 受控源（1） 电压控制电压源（VCVS ），如图7-1（a ）所示，其特性为：0=c i（2） 电压控制电流源（VCCS ），如图7-1（b ）所示，其特性为： c m s u g i ⋅=cs u u ⋅=α0=c i（3） 电流控制电压源（CCVS ），如图7-1（c ）所示，其特性为：c s i u ⋅=γ0=c u（4） 电流控制电流源（CCCS ），如图7-1（d ）所示，其特性为： c s i i ⋅=β0=c u2． 运算放大器与电阻元件组成不同的电路，可以实现上述四种类型的受控源。

各电路特性分析如下。

（1） 电压控制电压源（VCVS ）：运算放大器电路如图7-2所示。

由运算放大器输入端“虚短”特性可知：1u u u ==-+212R u i R =由运算放大器的“虚断”特性，可知： 21R Ri i =21221R i R i u R R ⋅+⋅=()2121R R R u +=11211u u R R ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=α式（7-1）++u 1 i R1 u 1 R Lu 2R 1 −i R2 u 2 i RR 2 R − − −图7-2 电压控制电压源（VCVS ） 图7-3 电压控制电流源（VCCS ）即运算放大器的输出电压2u 受输入电压1u 控制。

电路中信号源的符号
在电路图中，信号源的符号可能因不同的标准和上下文而异。

以下是一些常见的信号源符号：
独立电压源：通常表示为一个圆圈，内部有一个加号（+）和一个减号（-），表示电压的正负极。

有时也可能只标出正极或负极。

独立电流源：通常表示为一个箭头，箭头的方向表示电流的方向。

有时箭头旁边会标出电流的数值和单位。

受控电压源：通常表示为一个圆圈，内部有一个加号（+）和一个减号（-），同时还会有一条或多条斜线连接到其他的电路元件，表示该电压源受其他元件的控制。

受控电流源：通常表示为一个箭头，同时还会有一条或多条斜线连接到其他的电路元件，表示该电流源受其他元件的控制。

请注意，以上描述仅提供了一些常见的信号源符号示例。

在实际的电路图中，可能会使用不同的符号来表示信号源，具体取决于所使用的标准和上下文。

因此，在解读电路图时，最好参考相关的文档或标准以获取准确的符号含义。

电路基础-电压源和电流源-受控源-基尔霍夫定律————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2第一章电路模型和基尔霍夫定律3讲授板书1、掌握电压源、电流源的概念、用法及特性；2、熟悉受控源的用法；3、掌握基尔霍夫定律的应用。

1、电压源、电流源用法及特性2、基尔霍夫定律的应用受控源的概念及用法1. 组织教学 5分钟3. 讲授新课70分钟1）电压源及电流源25 2）受控源15 3）基尔霍夫定律302. 复习旧课5分钟电路元件特性4.巩固新课5分钟5.布置作业5分钟34一、学时：2二、班级：06电气工程（本）/06数控技术（本）三、教学内容：[讲授新课]：第一章电路模型和电路定律（电压源和电流源的概念及特点受控源的概念及分类基尔霍夫定律）§1－8电源元件(independent source)1. 理想电压源1）定义：其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，且电压值与流过它的电流i 无关的元件叫理想电压源。

2）电路符号3）理想电压源的电压、电流关系(1)电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关。

(2)通过电压源的电流由电源及外电路共同决定。

伏安关系曲线如下图示：实际电流源可由稳流电子设备产生，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）电压源的功率在电压、电流的非关联参考方向下；P = us i56物理意义：电流（正电荷 ）由低电位向高电位移动，外力克服电场力作功电源发出功率。

例1－3图示电路，当电阻R 在0～∞之间变化时，求电流的变化范围和电压源发出的功率的变化。

解：（1）当电阻为R 时，流经电压源的电流为： 电源发出的功率为：表明当电阻由小变大，电流则由大变小，电源发出的功率也由大变小。

（2）当，则（3）当，则由此例可以看出：理想电压源的电流随外部电路变化。

1-1 实际电路器件与理想电路元件之间的联系和差异是什么？答：〔1〕联系：理想电路元件是对实际电路器件进行理想化处理、忽略次要性质、只表征其主要电磁性质的所得出的模型。

〔2〕差异：理想电路元件是一种模型，不是一个实际存在的东西；一种理想电路元件可作为多种实际电路器件的模型，如电炉、白炽灯的模型都是“电阻”。

1-2 〔1〕电流和电压的实际方向是怎样规定的？〔2〕有了实际方向这个概念，为什么还要引入电流和电压的参考方向的概念？〔3〕参考方向的意思是什么？〔4〕对于任何一个具体电路，是否可以任意指定电流和电压的参考方向？答：〔1〕电流的实际方向就是正电荷移动的方向；电压的实际方向〔极性〕就是电位降低的方向。

〔2〕对于一个复杂电路，电流、电压的实际方向事先难以确定，而交流电路中电流、电压的实际方向随时间变化，这两种情况下都无法准确标识电流、电压的实际方向，因此需要引入参考方向的概念。

〔3〕电流〔或电压〕参考方向是人为任意假定的。

按电流〔或电压〕参考方向列有关方程，可解出电流〔或电压〕结果。

假设电流〔或电压〕结果数值为正，则说明电流〔或电压〕的实际方向与参考方向相同；假设电流〔或电压〕结果数值为负，则说明电流〔或电压〕的实际方向与参考方向相反。

〔4〕可以任意指定电流和电压的参考方向。

1-3 〔1〕功率的定义是什么？〔2〕元件在什么情况下是吸收功率的？在什么情况下是发出功率的？〔3〕元件实际是吸收功率还是发出功率与电流和电压的参考方向有何关系？答：〔1〕功率定义为单位时间内消耗〔或产生〕的能量，即()dWp t dt=由此可推得，某二端电路的功率为该二端电路电压、电流的乘积，即()()()p t u t i t =〔2〕某二端电路的实际是吸收功率还是发出功率，需根据电压、电流的参考方向以及由()()()p t u t i t =所得结果的正负来综合判断，见下表〔3〕元件实际是吸收功率还是发出功率与电流和电压的参考方向无关。

电压源、电流源、受控源的性质黑豹0049（1）独立电源独立电源分为电压源与电流源，电源的参数有电压、电流、方向。

电压源的性质是两端电压不变（内阻为零），电压方向（极性）不变，电流及其方向由电压源与外电路共同决定。

电流源的性质是输出电流不变（内阻无穷大），电流方向不变，两端电压及其方向（极性）由电流源与外电路共同决定。

电压源的电压属性、电流源的电流属性是定值，不受外电路影响。

电流源与电压源或电阻串联，输出电流不变，如果所求参数与电压源、电阻无关，则电压源、电阻可以短路处理。

电压源与电流源或电阻并联，输出电压不变，如果所求参数与电流源、电阻无关，则电流源、电阻可以开路处理。

因为与电源的定义矛盾，电压源不能短路，电流源不能开路；不同电压的电压源不能并联，不同电流的电流源不能串联；参数相同则合并成一个电源。

（2）受控电源受控电源具有相应电源的属性，只是其参数受激励源控制，受控电源是非独立电源。

这里的参数就包含方向，所以受控源标注的方向只是参考方向，实际方向由激励源控制。

受控电压源与受控电流源进行等效变换时要保留激励源不变。

（3）解题要点电源置零时电压源短路处理，电流源开路处理，受控源不能直接置零。

电流参考方向确定后，电路中元件的电压降方向（+ →-）与电流参考方向一致的，称为关联方向；相反，则是非关联方向。

“元件”包含电源，而电动势的方向是负极指向正极，与电压方向相反，这里容易出错，要把电源看成元件！在讨论元件功率问题时，关联方向的元件，功率为正是吸收功率；功率为负是发出功率。

正值是得到，负值是付出，符合常理，思考很顺畅。

而非关联方向正相反，别扭。

解题时先求出实际的电压、电流，功率的符号按关联方向赋值。

（4）节点电压法节点电压法是以流入节点的电流代数和为零列方程的，基本规则如下：自电导之和乘以节点电压，减去互电导乘以相邻节点电压，等于流入节点的电源电流代数和。

自电导：只要电阻的一端在节点上，电阻的倒数就是电导。

电压的方向规定由
电压的方向是指电压的正负号。

在电路中，电压是电力的一种表现形式，它表示了电路中的电势差。

电压的正负号取决于电压的起始点和结束点之间电势的高低。

根据约定俗成的规定，在电路分析中，通常规定以下方向规则以确定电压的正负号：
1. 电压的正号表示电流从电源的正极（高电位）流向负极（低电位）的方向。

在直流电路中，电流的流动方向总是从正极流向负极，因此，电压的正号通常表示电流从高电位到低电位的方向，即电压的起始点电势大于结束点电势。

2. 电压的负号表示电流由电源的负极（低电位）流向正极（高电位）的方向。

根据电压的正负号规定，可以使电压与电流在电路中的方向一致，从而简化电路分析。

需要注意的是，在某些特殊情况下，例如交流电路中，电压的方向会随着时间的变化而改变。

此时，需要使用符号表示交流电压的正负号，如正弦波电压的峰值表示电压的大小，正负号表示电压的相位差。

综上所述，电压的方向规定通常由电流流动方向来确定，表达
了电压的正负号。

在直流电路中，正号表示从高电位到低电位的方向，负号则相反。

在交流电路中，电压方向会随时间变化而改变。

通过电压的方向规定，可以方便地理解和分析电路中的电压变化。