网络理论 - 有源元件

有源元件是向电路中存在的其他元件输送电力的网络元件。因此,有源元件也称为电压或电流类型的源。我们可以将这些源分为以下两类 −

  • 独立源
  • 依赖源

独立源

顾名思义,独立源产生固定的电压或电流值,这些值不依赖于任何其他参数。独立源可以进一步分为以下两类 −

  • 独立电压源
  • 独立电流源

独立电压源

独立电压源在其两个端子之间产生恒定电压。该电压与流过电压源两端的电流量无关。

独立理想电压源及其V-I特性如下图所示。

独立VS

独立理想电压源的V-I特性是一条恒定线,无论电流值(I)是多少,它始终等于源电压(VS)。因此,独立理想电压源的内阻为零欧姆。

因此,独立理想电压源实际上不存在,因为会存在一些内阻。

独立实际电压源及其 V-I 特性如下图所示。

独立实际电压源

独立实际电压源的 V-I 特性与独立理想电压源的 V-I 特性存在偏差。这是由于独立实际电压源的内阻 (RS) 上的电压降造成的。

独立电流源

独立电流源产生恒定电流。该电流与其两端的电压无关。独立理想电流源及其V-I特性如下图所示。

独立电流源

独立理想电流源的V-I特性是一条恒定线,无论电压值(V)如何,它始终等于源电流(IS)。因此,独立理想电流源的内阻为无穷大欧姆。

因此,独立理想电流源实际上并不存在,因为会存在一些内阻。

独立实际电流源及其V-I特性如下图所示。

独立理想电流源

独立实际电流源的 V-I 特性与独立理想电流源的 V-I 特性存在偏差。这是由于流过独立实际电流源的内部分流电阻 (RS) 的电流量所致。

相关源

顾名思义,相关源产生的电压或电流量取决于其他电压或电流。相关源也称为受控源。相关源可进一步分为以下两类 −

  • 相关电压源
  • 相关电流源

相关电压源

相关电压源在其两个端子之间产生电压。该电压量取决于其他电压或电流。因此,相关电压源可进一步分为以下两类 −

  • 电压相关电压源 (VDVS)
  • 电流相关电压源 (CDVS)​​

相关电压源用菱形内的符号"+"和"-"表示。电压源的大小可以用菱形外表示。

相关电流源

相关电流源产生电流。该电流量取决于其他电压或电流。因此,相关电流源可进一步分为以下两类 −

  • 电压相关电流源 (VDCS)
  • 电流相关电流源 (CDCS)

相关电流源用菱形内的箭头表示。电流源的大小可以在菱形之外表示。

我们可以在晶体管的等效模型中观察到这些依赖或受控源。

源变换技术

我们知道有两种实际的源,即电压源电流源。在解决网络问题时,我们可以根据需要将一个源变换(转换)为另一个源。

将一个源转换为另一个源的技术称为源变换技术。以下是两种可能的源转换 −

  • 实用电压源转换为实用电流源
  • 实用电流源转换为实用电压源

实用电压源转换为实用电流源

下图显示了实用电压源转换为实用电流源

实用电压源

实用电压源由电压源 (VS) 与电阻器 (RS) 串联组成。这可以转换为实用电流源,如图所示。它由一个电流源 (IS) 和一个电阻 (RS) 并联组成。

IS 的值等于 VS 和 RS 的比值。从数学上讲,它可以表示为

$$I_S = \frac{V_S}{R_S}$$

实用电流源转换为实用电压源

下图显示了实用电流源转换为实用电压源的过程。

实用电流源

实用电流源由一个电流源 (IS) 和一个电阻 (RS) 并联组成。如图所示,这可以转换为实用电压源。它由一个电压源 (VS) 与一个电阻器 (RS) 串联组成。

VS 的值等于 IS 和 RS 的乘积。从数学上讲,它可以表示为

$$V_S = I_S R_S$$