Независими източници на напрежение и ток

Източник на напрежение е устройство, което предоставя постоянна или променлива напрежение между своите краища. Източник на ток е устройство, което предоставя постоянен или променлив ток през своите краища. И двете източници са необходими за подхранване на различни електрически вериги и устройства.

Въпреки това, не всички източници са еднакви. В зависимост от начина, по който те се държат и взаимодействат с други елементи на веригата, източниците могат да бъдат класифицирани в две основни категории: независими и зависими.

Какво е независим източник на напрежение или ток?

Независим източник е източник, който не зависи от никаква друга величина в веригата. Неговото изходно напрежение или ток са фиксирани от собствените му характеристики и не се променят с нагрузката или всяко друго състояние на веригата.

Независим източник на напрежение поддържа определено напрежение между своите краища, независимо от тока, който протича през него. Независим източник на ток поддържа определен ток през своите краища, независимо от напрежението между тях.

Независимите източници могат да бъдат както постоянни, така и променливи във времето. Постоянният източник предоставя фиксирана стойност на напрежението или тока през цялото си функциониране. Променливият във времето източник предоставя променлива стойност на напрежението или тока според функцията на времето, като например синусоидална вълна, импулс или рампа.

Символите, използвани за представяне на независими източници, са показани по-долу. Стрелката в кръга указва посоката на тока за източници на ток и полярността на напрежението за източници на напрежение.

Някои примери за независими източници са батерии, сolarни клетки, генератори, алтернативни машини и т.н.

Какво е зависим източник на напрежение или ток?

Зависим източник е източник, който зависи от друга величина в веригата. Неговото изходно напрежение или ток са функция от напрежението или тока на друга част от веригата. Зависим източник се нарича още контролиран източник.

Зависим източник може да бъде или контролиран от напрежение, или контролиран от ток. Източник, контролиран от напрежение, има изход, определен от напрежението между друг елемент в веригата. Източник, контролиран от ток, има изход, определен от тока през друг елемент в веригата.

Зависим източник може да бъде или зависещ от напрежение, или зависещ от ток. Източник, зависещ от напрежение, предоставя напрежение, което е пропорционално на контролиращото напрежение или ток. Източник, зависещ от ток, предоставя ток, който е пропорционален на контролиращото напрежение или ток.

Символите, използвани за представяне на зависими източници, са показани по-долу. Формата на диамант показва, че източникът е зависим. Стрелката във формата на диамант показва посоката на изходния ток за източници на ток и полярността на изходното напрежение за източници на напрежение. Стрелката извън формата на диамант показва посоката на контролиращия ток за източници, контролирани от ток, и полярността на контролиращото напрежение за източници, контролирани от напрежение.

Някои примери за зависими източници са усилватели, транзистори, операционни усилватели и т.н.

Зависимите източници могат да бъдат както постоянни, така и променливи във времето, в зависимост от това, дали контролиращата величина е постоянна или променлива във времето.

Какво е идеален източник на напрежение или ток?

Идеалният източник е теоретично понятие, което представлява идеализирано поведение на източник. Идеалният източник няма вътрешно съпротивление или импеданс и може да предоставя безкрайна мощност на веригата.

Идеалният източник на напрежение поддържа постоянно напрежение между своите краища, независимо от импеданса на нагрузката или тока. Идеалният източник на ток поддържа постоянен ток през своите краища, независимо от импеданса на нагрузката или напрежението.

Символите, използвани за представяне на идеални източници, са същите, както и за независими източници, с тази разлика, че няма указание за вътрешно съпротивление или импеданс.

Няма практически примери за идеален източник, но някои реални източници могат да бъдат приближени до идеални източници при определени условия. Например, батерията може да бъде считана за идеален източник на напрежение, когато нейното вътрешно съпротивление е пренебрегаемо в сравнение със съпротивлението на нагрузката. Подобно, фотovoltaична клетка може да бъде считана за идеален източник на ток, когато нейното вътрешно съпротивление е пренебрегаемо в сравнение със съпротивлението на нагрузката.

Как да се конвертират източници на напрежение и ток?

Всякакъв реален източник може да бъде представен като източник на напрежение или ток с равнозначен вътрешен импеданс. Това означава, че всеки източник на напрежение може да бъде конвертиран в равнозначен източник на ток и обратно.

За да се конвертира източник на напрежение в равнозначен източник на ток, трябва да намерим два параметъра: изходния ток и вътрешното съпротивление на източника на ток.

Изходният ток на равнозначния източник на ток е равен на короткото-контактно напрежение на оригиналния източник на напрежение. Това означава, че трябва да намерим тока, който протича през краищата на оригиналения източник на напрежение, когато те са свързани с проводник с нулево съпротивление.