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。
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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。
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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。
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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。
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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,即电压源和电流源。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
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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。
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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
$$V_S = I_S R_S$$