Nezávislé zdroje napětí a proudů
Zdroj napětí je zařízení, které poskytuje konstantní nebo se měnící elektrický potenciál mezi svými terminály. Zdroj proudu je zařízení, které poskytuje konstantní nebo se měnící elektrický proud skrz své terminály. Oba typy zdrojů jsou nezbytné pro napájení různých elektrických obvodů a zařízení.
Avšak, ne všechny zdroje jsou stejné. Podle toho, jak se chovají a interagují s jinými částmi obvodu, lze zdroje rozdělit do dvou hlavních kategorií: nezávislé a závislé.
Co je nezávislý zdroj napětí nebo proudu?
Nezávislý zdroj je zdroj, který nezávisí na žádné jiné veličině v obvodu. Jeho výstupní napětí nebo proud je stanoven vlastními charakteristikami a nemění se s nákladem nebo jakoukoli jinou podmínkou obvodu.
Nezávislý zdroj napětí udržuje určité napětí mezi svými terminály, bez ohledu na proud, který tudy protéká. Nezávislý zdroj proudu udržuje určitý proud skrz své terminály, bez ohledu na napětí mezi nimi.
Nezávislé zdroje mohou být buď konstantní, nebo se měnící v čase. Konstantní zdroj poskytuje pevnou hodnotu napětí nebo proudu po celou dobu svého fungování. Se měnící zdroj poskytuje měnící se hodnotu napětí nebo proudu podle funkce času, jako je sinusoidální vlna, pulz nebo rampa.
Symboly používané k reprezentaci nezávislých zdrojů jsou zobrazeny níže. Šipka uvnitř kruhu označuje směr proudu pro zdroje proudu a polaritu napětí pro zdroje napětí.
Některé příklady nezávislých zdrojů jsou baterie, sluneční články, generátory, alternátory atd.
Co je závislý zdroj napětí nebo proudu?
Závislý zdroj je zdroj, který závisí na jiné veličině v obvodu. Jeho výstupní napětí nebo proud je funkcí napětí nebo proudu jiné části obvodu. Závislý zdroj se také nazývá kontrolovaný zdroj.
Závislý zdroj může být buď napěťově kontrolovaný, nebo proudivě kontrolovaný. Napěťově kontrolovaný zdroj má svůj výstup určený napětím mezi jiným prvkem v obvodu. Proudivě kontrolovaný zdroj má svůj výstup určený proudem skrz jiný prvek v obvodu.
Závislý zdroj může být také buď napěťově závislý, nebo proudivě závislý. Napěťově závislý zdroj poskytuje výstupní napětí, které je úměrné kontrolovanému napětí nebo proudu. Proudivě závislý zdroj poskytuje výstupní proud, který je úměrný kontrolovanému napětí nebo proudu.
Symboly používané k reprezentaci závislých zdrojů jsou zobrazeny níže. Diamantový tvar ukazuje, že zdroj je závislý. Šipka uvnitř diamantu ukazuje směr výstupního proudu pro zdroje proudu a polaritu výstupního napětí pro zdroje napětí. Šipka vně diamantu ukazuje směr kontrolovaného proudu pro proudivě kontrolované zdroje a polaritu kontrolovaného napětí pro napěťově kontrolované zdroje.
Některé příklady závislých zdrojů jsou zesilovače, tranzistory, operacionální zesilovače atd.
Závislé zdroje mohou být také konstantní nebo se měnící v čase, podle toho, zda je kontrolovaná veličina konstantní nebo se měnící v čase.
Co je ideální zdroj napětí nebo proudu?
Ideální zdroj je teoretický koncept, který reprezentuje idealizované chování zdroje. Ideální zdroj nemá žádný vnitřní odpor nebo impedanci a může poskytnout obvodu nekonečnou sílu.
Ideální zdroj napětí udržuje konstantní napětí mezi svými terminály, bez ohledu na impedanci zatížení nebo proud. Ideální zdroj proudu udržuje konstantní proud skrz své terminály, bez ohledu na impedanci zatížení nebo napětí.
Symboly používané k reprezentaci ideálních zdrojů jsou stejné jako ty používané pro nezávislé zdroje, s výjimkou toho, že není žádné označení vnitřního odporu nebo impedancí.
Není žádný praktický příklad ideálního zdroje, ale některé reálné zdroje lze považovat za ideální zdroje za určitých podmínek. Například baterii lze považovat za ideální zdroj napětí, pokud je její vnitřní odpor zanedbatelný v porovnání s odporem zatížení. Podobně lze fotovoltaickou buňku považovat za ideální zdroj proudu, pokud je její vnitřní odpor zanedbatelný v porovnání s odporem zatížení.
Jak převést mezi zdroji napětí a proudu?
Jakýkoli reálný zdroj lze reprezentovat jako zdroj napětí nebo proudu s ekvivalentním vnitřním odporem nebo impedancí. To znamená, že jakýkoli zdroj napětí lze převést na ekvivalentní zdroj proudu a naopak.
Pro převod zdroje napětí na ekvivalentní zdroj proudu potřebujeme najít dva parametry: výstupní proud a vnitřní odpor zdroje proudu.
Výstupní proud ekvivalentního zdroje proudu je roven krátkozavětému proudu původního zdroje napětí. To znamená, že potřebujeme najít proud, který protéká terminály původního zdroje napětí, když jsou spojeny drátem s nulovým odporem.
