有源元件

有源元件

電子元器件工作時,如果其內部有電源存在,則這種器件叫做有源元件。有源元件包括獨立電源受控電源兩大類。獨立電源包括電壓源和電流源,它們在電路中起激勵作用,可引起電路中其他元件的電流或電壓(回響),所以說獨立電源是任何一個完整電路中不可缺少的組成部分。受控電源在電路中則不起激勵作用,它們的電流和電壓要受到電路中另外某個支路電流或電壓的控制。

基本介紹

  • 中文名:有源元件
  • 種類:獨立電源和受控電源
  • 特點:自身消耗電能,不需要外加電源
  • 常見元件:電壓源,電流源,受控源等
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簡介

如果電子元器件工作時,其內部沒有任何形式的電源,則這種器件叫做無源器件。 從電路性質上看,無源器件有兩個基本特點: 1、自身或消耗電能,或把電能轉變為不同形式的其他能量;2、只需輸入信號,不需要外加電源就能正常工作。下面介紹幾種常見的有源元件。

電壓源

理想電壓源

理想電壓源簡稱為電壓源。是實際電壓源的一種理想化模型。理想電壓源兩端的電壓與通過它的電流無關,其電壓總保持為某個給定的時間函式。
有源元件
電壓源在電路中的圖形符號如右圖(a)所示,其中us為電壓源的電壓。如果us為一恆定值,即us=Us,則把這種電壓源稱為直流電壓源。其圖形符號還可用圖(b)表示。
理想電壓源一般具有以下特性:
(1)電壓us(t)的函式是固定的,不會因它所連線的外電路的不同而改變。如果電壓源沒有接外電路,這時電壓源處於開路狀態,Ⅰ為零值,電壓源兩端的電壓此時就稱為開路電壓。
(2)電壓源的電流隨與之連線的外電路的不同而不同,即電壓源的電流是隨負載的大小而變化的。
(3)電壓源的內阻為零,一個端電壓為零的電壓源僅相當於一條短路線。
(4)在功率允許的範圍內,相同頻率的電壓源串聯時可等效為一個同頻率的電壓源。
(5)一般情況下,電壓源是不允許並聯的,尤其是當電壓us(t)函式不同時更應注意,因為這時可能會引起電壓源之間的短路以致損壞電壓源。

實際電壓源

嚴格地說,理想電壓源並不存在,這是因為實際電壓源的內部總存在一定的內電阻。一個實際電壓源的模型可以用一個理想電壓源和一個電阻串聯來表示,如一個實際的直流電壓源在接上外電路後,其端電壓U與電流I的伏安特性為:U=Us-RsⅠ因此,電壓源的內阻Rs越小,則電源端電壓U的變化就越小;當Rs=0時,就變為理想電壓源,電壓值保持為恆值。

電流源

理想電流源

理想電流源簡稱電流源,是實際電源的另一種理想化模型。理想電流源中的電流總保持為某個給定的時間函式,而與其兩端電壓無關。
理想電流源一般具有以下特性:
(1)輸出電流始終保持定值或者是一定的時間函式,與負載的情況無關。
(2)電流源兩端電壓的大小由負載決定。
(3)電流源的內阻為無窮大,因此,輸出電流為零的電流源就相當於開路。
(4)多個電流源並聯後,可以用一個等效的電流源來代替;而多個電流源一般是不允許串聯的。另外,是電流源的外電路不允許開路,否則端電壓U將趨於無窮大,這也是不允許的。

實際電流源

實際電流源在向外電路提供電流的同時也存在一定的內部損耗,這種情況可以用一個電流源is和一個內電阻Rs的並聯組合來替代。實際工作中電壓源隨處可見,而人們對電流源還較為生疏,但是電流源確實是一種客觀存在的電源形式。

受控源

受控源,即大小、方向受電路中其他地方的電壓或電流控制的電源。這種電源有兩個控制端鈕(又稱輸入端)、兩個受控端鈕(又稱輸出端)。就其輸出端所呈現的性能看,受控電壓源可分為電壓控制電壓源與電流控制電壓源兩類,受控電流源可分為電壓控制電流源與電流控制電流源兩種。
右圖(a) ,(b) ,(c) ,(d)分別表示上述4種理想受控源的模型。
有源元件
圖(a)為理想電壓控制電壓源(Voltage Controled Voltage Source,簡稱VCVS)模型。
圖(b)是理想電流控制電壓源( Curent Controled Voltage Source,簡稱CCVS)模型。
圖(c)是理想電壓控制電流源(VoltageControled Curent Source,簡稱VCCS)模型。
圖(d)是理想電流控制電流源(Current Controled Current Source,簡稱CCCS)模型。

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