網路理論 - 有源元件



有源元件是指能夠向電路中其他元件提供能量的網路元件。因此,有源元件也被稱為電壓源或電流源。我們可以將這些電源分為以下兩類:

  • 獨立源
  • 受控源

獨立源

顧名思義,獨立源產生固定值的電壓或電流,並且不依賴於任何其他引數。獨立源可以進一步分為以下兩類:

  • 獨立電壓源
  • 獨立電流源

獨立電壓源

獨立電壓源在其兩個端子上產生恆定的電壓。此電壓與流過電壓源兩個端子的電流大小無關。

下圖顯示了獨立理想電壓源及其 V-I 特性。

Independent VS

獨立理想電壓源的V-I 特性是一條恆定線,始終等於電源電壓 (VS),而與電流值 (I) 無關。因此,獨立理想電壓源的內阻為零歐姆。

因此,獨立理想電壓源在實際中並不存在,因為總會存在一定的內阻。

下圖顯示了獨立實際電壓源及其 V-I 特性。

Independent Practical Voltage Source

獨立實際電壓源的 V-I 特性與獨立理想電壓源的 V-I 特性存在偏差。這是由於獨立實際電壓源的內阻 (RS) 上的電壓降引起的。

獨立電流源

獨立電流源產生恆定的電流。此電流與流過其兩個端子的電壓無關。下圖顯示了獨立理想電流源及其 V-I 特性。

Independent Current Source

獨立理想電流源的V-I 特性是一條恆定線,始終等於電源電流 (IS),而與電壓值 (V) 無關。因此,獨立理想電流源的內阻為無窮大歐姆。

因此,獨立理想電流源在實際中並不存在,因為總會存在一定的內阻。

下圖顯示了獨立實際電流源及其 V-I 特性。

Independent Ideal Current Source

獨立實際電流源的 V-I 特性與獨立理想電流源的 V-I 特性存在偏差。這是由於電流流過獨立實際電流源的內並聯電阻 (RS) 引起的。

受控源

顧名思義,受控源產生的電壓或電流取決於其他一些電壓或電流。受控源也被稱為控制源。受控源可以進一步分為以下兩類:

  • 受控電壓源
  • 受控電流源

受控電壓源

受控電壓源在其兩個端子上產生電壓。此電壓的大小取決於其他一些電壓或電流。因此,受控電壓源可以進一步分為以下兩類:

  • 電壓控制電壓源 (VDVS)
  • 電流控制電壓源 (CDVS)

受控電壓源用菱形內部的“+”和“-”符號表示。電壓源的大小可以在菱形外部表示。

受控電流源

受控電流源產生電流。此電流的大小取決於其他一些電壓或電流。因此,受控電流源可以進一步分為以下兩類:

  • 電壓控制電流源 (VDCS)
  • 電流控制電流源 (CDCS)

受控電流源用菱形內部的箭頭表示。電流源的大小可以在菱形外部表示。

我們可以在電晶體的等效模型中觀察到這些受控源。

電源變換技術

我們知道有兩種實際電源,即電壓源電流源。在解決網路問題時,我們可以根據需要將一種電源轉換為另一種電源。

將一種電源轉換為另一種電源的技術稱為電源變換技術。以下是兩種可能的電源轉換:

  • 實際電壓源轉換為實際電流源
  • 實際電流源轉換為實際電壓源

實際電壓源轉換為實際電流源

下圖顯示了將實際電壓源轉換為實際電流源的過程。

Practical voltage source

實際電壓源由一個與電阻 (RS) 串聯的電壓源 (VS) 組成。這可以轉換為如下圖所示的實際電流源。它由一個與電阻 (RS) 並聯的電流源 (IS) 組成。

IS 的值將等於 VS 與 RS 的比值。在數學上,它可以表示為

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

實際電流源轉換為實際電壓源

下圖顯示了將實際電流源轉換為實際電壓源的過程。

Practical Current source

實際電流源由一個與電阻 (RS) 並聯的電流源 (IS) 組成。這可以轉換為如下圖所示的實際電壓源。它由一個與電阻 (RS) 串聯的電壓源 (VS) 組成。

VS 的值將等於 IS 與 RS 的乘積。在數學上,它可以表示為

$$V_S = I_S R_S$$

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