1.4 独立源和受控源
1.4.1 独立电压源
1．理想电压源
理想电压源的输出电压与外接电路无关，即输出电压的大小和方向与流经它的电流无关，输出电压总保持为某一给定值或某一给定的时间函数，不随外电路变化。理想直流电压源也称为恒压源。其图形符号如图1-11a所示。
图1-11 理想直流电压源图形符号及其伏安关系曲线
a）理想直流电压源图形符号 b）伏安关系曲线
当理想电压源为直流电压源时，输出恒定电压US，其伏安关系曲线如图1-11b所示。理想电压源的特点是，输出电流的大小和方向及输出功率都由外电路确定。理想电压源可以吸收功率，也可以发出功率。
2．实际电压源
理想电压源是不存在的。电源在对外提供功率时，不可避免地存在内部功率损耗，即实际电源内部存在内阻。以直流电压源为例，实际电压源模型如图1-12a所示，相当于理想电压源（或者称为源电压）串联一个电阻。带负载后端电压下降，伏安关系曲线如图1-12b所示，也称为电压源外特性曲线。
图1-12 实际电压源模型及其伏安关系曲线
a）实际电压源模型 b）伏安关系曲线
实际电压源的输出电压U为
当实际电压源的等效内阻比负载电阻小得多时，可忽略电压源内阻，此时的电压源就近似为理想电压源。
由式（1-3）可以看出，当负载增大而使输出电流增加时，实际电压源的输出端电压随之下降，当电流增加到最大值时，输出电压为零，最大的电流为
此时，相当于输出端的两个端子被短接，称为短路状态。在实际使用中，一定要避免电压源两端短路，否则可能烧毁电源。
当电压源没有外接负载时，称为开路状态，此时输出电流为零，输出电压称为开路电压，即UOC，大小等于该电压源对应的源电压，即
U=UOC=US
1.4.2 独立电流源
1．理想电流源
同理想电压源类似，理想电流源的输出电流与外接电路无关，即输出电流的大小和方向与其端电压无关，输出电流总保持为某一给定值或某一给定的时间常数，不随外电路变化。理想电流源模型如图1-13a所示。理想电流源的特点是，输出电压大小和方向及输出功率均由外电路确定。在直流电流源的情况下，输出的电流是恒流IS，也称为恒流源，其伏安关系曲线如图1-13b所示。
2．实际电流源
理想电流源也是不存在的。当加上负载时，输出的电流要小于理想电流源的源电流，相当于电流源内部对原电流有分流。图1-14a所示为实际直流电流源的模型，相当于一个理想电流源（恒流源）和一个电阻并联，图1-14b所示为该实际直流电流源的伏安关系曲线，也叫电流源外特性曲线。可见，电流源输出电流随负载的增加而降低。输出电流与源电流等效内阻及输出电压的关系为
图1-13 理想电流源模型及其伏安关系曲线
a）理想电流源模型 b）伏安关系曲线
图1-14 实际直流电流源的模型及其伏安关系曲线
a）实际直流电流源模型 b）伏安关系曲线
当电流源的内阻比负载电阻大得多时，可忽略电源内阻，将RS支路视为开路，此时的实际电流源可近似为理想电流源。
由式（1-4）可知，当电流源开路时，输出电流为零，此时输出端电压为
U=UOC=ISRS
一般说来，一个实际的电源可以用电压源模型来等效，也可以用电流源模型来等效。当实际电源的输出电压随负载变化不大、比较接近恒压源的特性时，用电压源模型来等效；反之，当实际电源的输出电流随负载变化较小、接近恒流源的特性时，用电流源模型来等效。
1.4.3 受控源
前面介绍的电压源和电流源都是独立电源，这种电源的源电压或源电流是定值或是给定的时间函数。在电路中还有另一类电源，这些电压源的源电压和电流源的源电流，是受电路中其他部分的电流或电压控制的，称这种电源为受控电源。当控制的电压或电流消失或等于零时，受控电源的电压或电流也将为零。
在受控源中，被控量和控制量之间一般可能有复杂的关系，在这里只介绍被控量与控制量之间成比例的受控源，即线性受控源。对于线性受控源，根据受控电源是电压源还是电流源以及是受电流控制还是受电压控制，可分为电压控制电压源（VCVS）、电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCCS）和电流控制电流源（CCCS）4种类型。这4种理想受控电源的模型如图1-15所示。
理想受控电源是指它的控制端和受控端都是理想的。在控制端，对电压控制的受控电源，其输入端电阻为无穷大；对电流控制的受控电源，其输入端电阻为零。在受控端，对受控电压源，其输出端电阻为零，输出电压恒定；对受控电流源，其输出端电压为无穷大，输出电流恒定。在图1-15中，受控端和控制端之间是线性关系。
图1-15 4种理想受控电源的模型
a）VCVS b）CCVS c）VCCS d）CCCS
图1-15a为电压控制电压源，受控电压与控制电压成正比，比例常数μ称为转移电压比，无量纲表达式为U2=μU1。
图1-15b为电流控制电压源，受控电压与控制电流成正比，比例常数γ是具有电阻的量纲，称为转移电阻，表达式为U2=γI1。
图1-15c为电压控制电流源，受控电压与控制电流成正比，比例常数g是具有电导的量纲，称为转移电导，表达式为I2=gU1。
图1-15d为电流控制电流源，受控电流与控制电压成正比，比例常数β是具有电阻的量纲，称为转移电流比，无量纲，表达式为I2=βI1。
同独立电源一样，受控源也是有源器件，在电路中是吸收还是发出功率视受控源的电压和电流的实际方向而定；受控源的功率等于其受控支路的功率。
分析含有受控源的电路时要注意以下几个方面：
1）受控源不但大小受控制量控制，而且电压极性或电流方向也受控制量控制。
2）在控制量不为零的情况下，受控电压源不能短路，受控电流源不能开路。
3）在电路等效变换过程中，控制量不能消失。