电路分析中对受控源处理方法的探讨

摘 要

很多电路系统中含有受控源，而且受控源具有多样性、复杂性与特殊性，这样在电路分析的过程中就要考虑受控源的等效变换以及相对应处理方法。因此要在实际分析电路时根据受控源的控制量的特点，进行合理的转换；同时在利用电路定理列写电路方程时，电路中的受控源既可以看做独立电源，又可以看做负载。

【关键词】电路分析 受控源 控制量

1 受控源的问题的分析

电路系统中可以将电源分为独立电源与受控电源。独立电源是指其输出电压或者电流与电路系统中的支路电压或者电流没有关系，不受电路系统中的电压或者电流的控制。而受控电源是指其输出电压或者电流与电路系统中的支路电压或者电流有一定的联系，因此是非独立电源。按照电路系统的受控源受到支路的控制量的不同，可以将受控源分为电压控制电压源型、电流控制电压源型、电压控制电流源型、电流控制电流源型。受控源在电路系统分析的理论中是比较特殊的电路元件，电子器件的模型可以受控源来简化，同时也是电路分析的基础。随着科学技术的发展与进步，现代在电路系统中出现了大量的晶体三极管、运算放大器、场效应管、电子管等电子元器件，这些都可以用受控源进行等效，甚至电路系统中的发电机、变压器等电磁藕合器件也可以利用受控源进行模拟。

2 受控源的一些等效变换方法分析

在比较复杂的线性电路系统的分析过程中， 特别是在含有大量的电子电路中， 通常需要对其中的元器件进行受控源的分析与简化，因此在很多情况下电路系统分析中的受控源的处理方法可能会影响电路分析的计算量，所以在电路分析中要选择合适的受控源的等效方法，同时熟练掌握受控源分析的基本原则。

2.1 将受控源作为独立源的等效方法

2.1.1 电路网络方程分析方法

电路分析过程中通常会采用支路电流法、网孔电流法、回路电流法、结点电压法等方法列写电路网络方程，而当电路中含有受控源时，可以将其作为独立源进行处理，同时其控制量要单独列写方程，这样就可以求出电路中各支路的电压与电流的数值，从而可以有效地分析整个电路。在实际分析电路时，若要利用支路电流法、网孔电流法、回路电流法列写电路方程时，如果受控源是伴电流源，那么这时其与独立源列写方程的方法一样，可以将受控电流源等效为电压源与电阻（阻抗）的串联联接形式；若受控源是无伴受控电流源，那么由于没有电阻（阻抗）与受控电流源进行并联联结，那么可以利用混合变量法列写方程，在受控源两端附加一个电压变量。如图1列含电流受控源的电路分析所示。

那么列写方程如下：

与受控电流源相类似，同理在利用结点电压法、割集电压法列写含有受控电压源的电路系统的方程时，可以将受控电压源看做有伴电压源，那么其列写方程与独立源相同，可以将受控电压源等效为电流源与电阻（阻抗）并联联接的形式；若受控电压源是无伴受控电压源，由于没有电阻（阻抗）与受控电压源进行串联联结，那么可以利用混合变量法列写方程，设通过受控电压源的电流为未知量，这样就可以得出流过受控电压源的电流。

2.1.2 利用叠加定理处理受控源

在电路分析过程经常会使用叠加定理，因此要特别注意受控源在这个定理中的适用范围。这种处理受控源方法适用于含有多个独立源的电路，而受控源以及控制量支路要得到保留，这时受控源的数值与不同的独立源单一作用电路时其控制数值的不同而不同，但是若电路系统中没有独立源作用时，其受控源就不会发生作用。只要合理选择受控源的等效方式才在电路分析过程中，若电路中含有受控源，那么可以对受控源进行等效变换，这样就可以有效地简化电路的结构，通常可以采取两种方式进行简化，其一就是将电路中的受控电压源与电阻的串联联结关系等效变换为受控电流源与电阻的并联联结关系；其二就是使受控电流源与电阻的并联联结关系等效变换为受控电压源与电阻的串联联结关系，但在这两种变换方法中，其受控源的控制量要保持不变，这是受控源能保持等效变换的提前条件。

2.2 电路分析过程中基尔霍夫电路定理列写方程时受控源的处理方法

由于电路中的受控源一方面具有电源的性质，另一方面又具有电路负载的特性，因此在处理时要考虑到这两个方面。同时由于其具有这两个方面的性质，那么在根据电路基尔霍夫定理列写电路方程时，受控源既可以依照独立电源的特性进行处理，也可以按照电路负载的特性进行处理，但是根据不同的处理方法，其在方程中的正负号就不相同，因此要特别加以注意。另外也可以利用戴维宁定理等效受控源两端的电路，这样也可以在一定程度上简化电路分析的过程。

3 总结

总之，受控源在电路中作为一个特殊的器件，因此要利用合理的方法给以特殊的处理，这样就可以有效地简化电路分析的计算量。同时可以把受控源等效为电阻等元器件，这样有利于人民理解与掌握，同时要熟料了解受控源与控制量的关系以及积极研究处理受控源的方法。

参考文献

[1]张克东.电路分析中对受控源处理方法的探讨[J].黑龙江科技信息，2008，35：55+295.

作者单位

湖北工程学院 湖北省孝感市 432000

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