在图1.21所示两电路中,设US和IS不变,而R是可以调节的,试分析:(1)图(a)中的电压源在R为何值时既不取用也不输
在图1.21所示两电路中,设US和IS不变,而R是可以调节的,试分析:(1)图(a)中的电压源在R为何值时既不取用也不输出电功率?在R为何范围时输出电功率?在R为何范围时取用电功率?而电流源处于何种状态?(2)图(b)中的电流源在R为何值时既不取用也不输出电功率?在R为何范围时输出电功率?在R为何范围时取用电功率?而电压源处于何状态?
[解] 本题是关于有源元件的综合分析题,解题的知识点主要集中在以下
三点:一是电压源和电流源的特点;二是有源元件工作状态的分析;三是基尔
霍夫定律的应用。
选择电流、电压的参考方向如图1.21所示。
(1) 由于电压源的电功率PV=USLV,其中电压US=1V,是个定值,而电
流IV视外电路情况而定。由此可知,IV=0,PV=0,电压源既不输出电功率,
也不取用电功率;IV>0时,RV>0,US和IV的实际方向与电源关联参考方向
一致,电压源输出电功率,起电源作用;IV<0时,PV<0,US和IV的实际方
向与负载关联参考方向一致,电压源取用电功率,起负载作用。根据KCL
可见,只有当R=1Ω时,IV=0,PV=0;R<1Ω时,IV>0,PV>0,
电压源起电源作用;R>1Ω时,IV<0,PV<0,电压源起负载作用。
由于电流源的电流,IS=1A,是个定值,而它又与电压源并联,其电压等于
US=1V,说明其电压和电流的实际方向始终与电源关联参考方向一致,故电
流源始终起电源作用。
(2) 由于电流源的电功率PC=UCLS,其中电流,IS=1A,是个定值,而电
压UC则视外电路情况而定。由此可知,UC=0时,PC=O,电流源既不输出,
也不取用电功率;UC>0时,PC>0,电流源输出电功率,起电源作用;UC<0
时,B<0,电流源取用电功率,起负载作用。根据KVL
uc=u矗一us=眠一us=尺一1
可见,只有当尺=lQ时,u,= 0,耳=O:尺>1Q时,uc>O,PC>0,
电流源起电源作用;尺<1Q时,%<0,Pr<0,电流源起负载作用。
由于电压源的电压U。=1 v,是个定值,而它又与电流源串联,其电流等于L:1 A,说明其电压与电流的实际方向始终与电源关联参考方向一致,故电压源始终起电源作用。