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獨立電源：指電壓源的電壓或電流源的電流不受外電路的控制而獨立存在的電源。

受控電源：指電壓源的電壓或電流源的電流受電路中其它部分的電流或電壓控制的電源。它的特點(diǎn)是當控制電壓或電流消失或等于零時(shí)，受控源的電壓或電流也將為零。

圖16-1

獨立電源，如圖16-1所示是它的4種電路模型，在之前的學(xué)習分享中我們也已經(jīng)學(xué)習過(guò)了，它分為電壓源和電流源，是從實(shí)際電源抽象得到的電路模型。我們在生活中還是比較常見(jiàn)的，例如蓄電池、干電池、發(fā)電機等的工作原理比較接近電壓源，其電路模型是電壓源與電阻的串聯(lián)組合；像光電池一類(lèi)的電器，工作時(shí)的特性比較接近電流源，其電路模型是電流源與電阻的并聯(lián)組合。

圖16-2

受控電源又稱(chēng)“非獨立”電源。受控電壓源或受控電流源視控制量是電壓或電流可分為電壓控制電壓源（VCVS）、電壓控制電流源（VCCS）、電流控制電壓源（CCVS）、電流控制電流源（CCCS），這4種受控源的圖形符號如圖2所示。

區別于圖16-1中的用圓形表示獨立電源的電源部分，在圖16-2中我們可以看到，受控電源的電源部分是用菱形表示。圖16-2中的u1和i1分別表示控制電壓和控制電流，μ、r、g和β分別是有關(guān)的控制系數，其中μ和β是量綱一的量，r和g分別具有電阻和電導的量綱。這句話(huà)不理解也沒(méi)關(guān)系，我們只需知道，它們就是一個(gè)系數就行。這些系數為常數時(shí)，被控制量和控制量成正比，這種受控源稱(chēng)為線(xiàn)性受控源，而我們所學(xué)習的都是線(xiàn)性受控電源，所以非線(xiàn)性受控源就不作講解。

受控電源可應用于晶體管電路的分析，例如雙極晶體管的集電極電流受基極電流的控制，運算放大器的輸出電壓受輸入電壓的控制等。

在《電工基礎》課程中，曹老師概述了含受控源電路的分析，有以下幾點(diǎn)：

（1）受控電壓源和電阻串聯(lián)組合與受控電流源和電阻并聯(lián)組合之間，像獨立電源一樣可以進(jìn)行等效變換。但在變換過(guò)程中，必須保留控制變量的所在支路。

（2）應用網(wǎng)絡(luò )方程法分析計算含受控源的電路時(shí)，受控源按獨立源一樣對待和處理，但在網(wǎng)絡(luò )方程中，要將受控源的控制量用電路變量來(lái)表示。即在節點(diǎn)方程中，受控源的控制量用節點(diǎn)電壓表示；在網(wǎng)孔方程中，受控源的控制量用網(wǎng)孔電流表示。

（3）用疊加定理求每個(gè)獨立源單獨作用下的響應時(shí)，受控源要像電阻那樣全部保留。同樣，用戴維南定理求網(wǎng)絡(luò )除源后的等效電阻時(shí)，受控源也要全部保留。

（4）含受控源的二端電阻網(wǎng)絡(luò )，其等效電阻可能為負值，這表明該網(wǎng)絡(luò )向外部電路發(fā)出能量。

對于第（1）點(diǎn)，我用一個(gè)圖例說(shuō)明，下圖16-3中，VCCS的電流iC受電阻R上的電壓uR控制，且iC=guR。右圖就是在左圖中把電壓控制電流源和電導的并聯(lián)組合變換為電壓控制電壓源和電阻的串聯(lián)組合得來(lái)的。我們可以看到，控制量所在的支路并沒(méi)有被消掉。

圖16-3

其他幾點(diǎn)在這里就不作詳細講解，大家私下可自行嘗試分析。接下來(lái)，我們繼續學(xué)習非線(xiàn)性電阻的知識。和受控電源一樣，我們還是來(lái)理清一下概念。

線(xiàn)性電阻：電阻兩端的電壓與通過(guò)的電流成正比。線(xiàn)性電阻值為一常數。

非線(xiàn)性電阻：電阻兩端的電壓與通過(guò)的電流不成正比。線(xiàn)性電阻值不是常數。

關(guān)于線(xiàn)性電阻，在之前的學(xué)習分享中也已經(jīng)學(xué)習過(guò)了，一般情況下，實(shí)際生活中的電阻器、白熾燈、電爐等在電路中的模型都可以用二端線(xiàn)性電阻元件表示。線(xiàn)性電阻元件的伏安特性可以用歐姆定律來(lái)表示。

實(shí)際電路元件的參數總是或多或少地隨著(zhù)電壓或電流而變化。所以，嚴格說(shuō)來(lái)，一切實(shí)際電路都是非線(xiàn)性電路。在工程計算中，將那些非線(xiàn)性程度比較微弱的電路元件作為線(xiàn)性元件來(lái)處理。但是，許多非線(xiàn)性元件的非線(xiàn)性特征不容忽略。例如在電子電路中的二極管，其兩端所加的電壓與流過(guò)它的電流就是非線(xiàn)性的，它不能用歐姆定律來(lái)表示。

圖16-4

上圖16-4左邊是線(xiàn)性電阻的伏安特性與圖形符號；右邊是二極管的伏安特性與圖形符號，二極管兩端的電壓與所流過(guò)的電流是非線(xiàn)性關(guān)系。

非線(xiàn)性的影響因素是多樣的，例如，若非線(xiàn)性電阻元件兩端的電壓是其電流的單值函數，這種電阻就稱(chēng)為電流控制型電阻；而像PN結二極管電阻的非線(xiàn)性屬于單調型的，即其伏安特性是單調增長(cháng)或單調下降的，如圖16-4所示，它同時(shí)是電流控制又是電壓控制的。

在工程中，為了計算上的需要，對于非線(xiàn)性電阻元件有時(shí)引用靜態(tài)電阻和動(dòng)態(tài)電阻的概念，我們以圖16-5為例進(jìn)行分析。

圖16-5

從圖16-5中我們可以看到，線(xiàn)性電阻在任意工作狀態(tài)點(diǎn)，其電壓與電流的比值是不變的。而對于非線(xiàn)性電阻，我們把非線(xiàn)性電阻元件在某一工作狀態(tài)下（如圖16-5中的Q點(diǎn)）的靜態(tài)電阻R等于該點(diǎn)的電壓值u與電流i之比；非線(xiàn)性電阻元件在某一工作狀態(tài)下（如圖16-5中的Q點(diǎn)）的動(dòng)態(tài)電阻Rd等于該點(diǎn)的電壓對電流的導數值。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，靜態(tài)電阻就是直接拿該點(diǎn)的電壓除以電流；而動(dòng)態(tài)電阻就是伏安特性曲線(xiàn)在該點(diǎn)的斜率。

學(xué)到這里，我相信大家對非線(xiàn)性電阻已經(jīng)有了一定的理解，在《電工基礎》的課程中，曹老師也講了一下對于非線(xiàn)性電阻電路的圖解法，當然，前提是已知非線(xiàn)性電阻的伏安特性曲線(xiàn)，如下圖16-6所示，主要有一下幾步：

（1）寫(xiě)出作用于非線(xiàn)性電阻R的有源二端網(wǎng)絡(luò )的負載線(xiàn)方程。

（2）根據負載線(xiàn)方程在非線(xiàn)性電阻R的伏安特性曲線(xiàn)上畫(huà)出有源二端網(wǎng)絡(luò )的負載線(xiàn)。

（3）讀出非線(xiàn)性電阻R的伏安特性曲線(xiàn)與源二端網(wǎng)絡(luò )負載線(xiàn)交點(diǎn)Q的坐標。

圖16-6

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