منابع ولتاژ و جریان مستقل

یک منبع ولتاژ دستگاهی است که ولتاژ ثابت یا متغیر بین دو سر آن فراهم می‌کند. یک منبع جریان دستگاهی است که جریان الکتریکی ثابت یا متغیر را از طریق دو سر خود فراهم می‌کند. هر دو منبع ولتاژ و جریان برای تغذیه مدارهای الکتریکی مختلف ضروری هستند.

با این حال، تمام منابع یکسان نیستند. به توجه به نحوه رفتار و تعامل آنها با عناصر دیگر مدار، منابع می‌توانند به دو دسته اصلی تقسیم شوند: مستقل و وابسته.

چیست یک منبع ولتاژ یا جریان مستقل؟

یک منبع مستقل منبعی است که به هیچ کمیت دیگری در مدار وابسته نیست. ولتاژ یا جریان خروجی آن توسط خصوصیات خود تعیین می‌شود و با تغییر بار یا هر شرایط دیگری در مدار تغییر نمی‌کند.

یک منبع ولتاژ مستقل ولتاژ مشخصی را بین دو سر خود حفظ می‌کند، صرف نظر از جریان عبوری از آن. یک منبع جریان مستقل جریان مشخصی را از طریق دو سر خود حفظ می‌کند، صرف نظر از ولتاژ بین آنها.

منابع مستقل می‌توانند ثابت یا متغیر زمانی باشند. یک منبع ثابت مقدار ثابت ولتاژ یا جریان را در طول عملکرد خود فراهم می‌کند. یک منبع متغیر زمانی مقدار متفاوت ولتاژ یا جریان را بر اساس تابع زمانی، مانند یک موج سینوسی، پالس یا رمپ، فراهم می‌کند.

نمادهای استفاده شده برای نمایش منابع مستقل در زیر نشان داده شده‌اند. стрілка всередині кола вказує на напрямок струму для джерел струму та полярність напруги для джерел напруги.

برخی از نمونه‌های منابع مستقل شامل باتری‌ها، سلول‌های خورشیدی، ژنراتورها، الماناتورها و غیره هستند.

چیست یک منبع ولتاژ یا جریان وابسته؟

یک منبع وابسته منبعی است که به کمیت دیگری در مدار وابسته است. ولتاژ یا جریان خروجی آن تابع ولتاژ یا جریان بخش دیگری از مدار است. یک منبع وابسته به عنوان منبع کنترل شده نیز شناخته می‌شود.

یک منبع وابسته می‌تواند ولتاژ-کنترل یا جریان-کنترل باشد. یک منبع ولتاژ-کنترل خروجی خود را با ولتاژ بین عنصر دیگری در مدار تعیین می‌کند. یک منبع جریان-کنترل خروجی خود را با جریان عبوری از عنصر دیگری در مدار تعیین می‌کند.

یک منبع وابسته می‌تواند ولتاژ-وابسته یا جریان-وابسته باشد. یک منبع ولتاژ-وابسته ولتاژ خروجی ایجاد می‌کند که متناسب با ولتاژ یا جریان کنترلی است. یک منبع جریان-وابسته جریان خروجی ایجاد می‌کند که متناسب با ولتاژ یا جریان کنترلی است.

نمادهای استفاده شده برای نمایش منابع وابسته در زیر نشان داده شده‌اند. شکل الماسی نشان‌دهنده این است که منبع وابسته است. стрілка всередині алмаза вказує на напрямок вихідного струму для джерел струму та полярність вихідної напруги для джерел напруги. стрілка поза алмазом вказує на напрямок керувального струму для джерел струму-керованого та полярність керувальної напруги для джерел напруги-керованого.

برخی از نمونه‌های منابع وابسته شامل تقویت‌کننده‌ها، ترانزیستورها، آپارات عملیاتی و غیره هستند.

منابع وابسته می‌توانند ثابت یا متغیر زمانی باشند، بسته به اینکه کمیت کنترلی ثابت یا متغیر زمانی باشد.

چیست یک منبع ولتاژ یا جریان ایده‌آل؟

یک منبع ایده‌آل یک مفهوم نظری است که رفتار ایده‌آل یک منبع را نشان می‌دهد. یک منبع ایده‌آل هیچ مقاومت داخلی یا امپدانس ندارد و می‌تواند توان بی‌نهایتی به مدار ارائه دهد.

یک منبع ولتاژ ایده‌آل ولتاژ ثابتی را بین دو سر خود حفظ می‌کند، صرف نظر از امپدانس بار یا جریان. یک منبع جریان ایده‌آل جریان ثابتی را از طریق دو سر خود حفظ می‌کند، صرف نظر از امپدانس بار یا ولتاژ.

نمادهای استفاده شده برای نمایش منابع ایده‌آل مشابه نمادهای استفاده شده برای منابع مستقل هستند، به جز اینکه هیچ نشانه‌ای از مقاومت یا امپدانس داخلی وجود ندارد.

هیچ مثال عملی از یک منبع ایده‌آل وجود ندارد، اما برخی منابع واقعی می‌توانند تحت شرایط خاصی به عنوان منبع ایده‌آل تقریب زده شوند. به عنوان مثال، یک باتری می‌تواند به عنوان یک منبع ولتاژ ایده‌آل در نظر گرفته شود وقتی مقاومت داخلی آن ناچیز نسبت به مقاومت بار است. به همین ترتیب، یک سلول فتوولتائی می‌تواند به عنوان یک منبع جریان ایده‌آل در نظر گرفته شود وقتی مقاومت داخلی آن ناچیز نسبت به مقاومت بار است.

چگونه می‌توان بین منابع ولتاژ و جریان تبدیل کرد؟

هر منبع واقعی را می‌توان به عنوان یک منبع ولتاژ یا یک منبع جریان با مقاومت یا امپدانس داخلی معادل نمایش داد. این بدان معناست که هر منبع ولتاژ را می‌توان به یک منبع جریان معادل و برعکس تبدیل کرد.

برای تبدیل یک منبع ولتاژ به یک منبع جریان معادل، نیاز است دو پارامتر را پیدا کنیم: جریان خروجی و مقاومت داخلی منبع جریان.

جریان خروجی منبع جریان معادل برابر با جریان کوتاه‌مداری منبع ولتاژ اصلی است. این بدان معناست که باید جریانی را که از طریق دو سر منبع ولتاژ اصلی عبور می‌کند، وقتی آنها با یک سیم با مقاومت صفر به هم متصل می‌شوند، پیدا کنیم.

مقاومت داخلی منبع جریان معادل برابر با