מקורות מתח וזרם עצמאיים

מקור מתח הוא מכשיר שמספק הפרש פוטנציאל חשמלי קבוע או משתנה בין קצותיו. מקור זרם הוא מכשיר שמספק זרם קבוע או משתנה דרך קצותיו. שני סוגי המקורות הללו חיוניים להאצת מעגלים חשמליים ומכשירים שונים.

עם זאת, לא כל המקורות הם אותו הדבר. בהתאם להתנהגות שלהם והשפעתם על אלמנטים אחרים במעגל, ניתן לחלק את המקורות לשני סוגים עיקריים: עצמאיים ותלויים.

מהו מקור מתח או זרם עצמאי?

מקור עצמאי הוא מקור שאינו תלוי בכמות אחרת במעגל. המתח או הזרם שהוא מספק נקבעים על ידי מאפייניו ולא משתנים עם העומס או מצב אחר במעגל.

מקור מתח עצמאי מחזיק במתח מוגדר בין קצותיו ללא קשר לזרם העובר דרכו. מקור זרם עצמאי מחזיק בזרם מוגדר דרך קצותיו ללא קשר למתח עליהם.

מקורות עצמאיים יכולים להיות קבועים או משתנים בזמן. מקור קבוע מספק ערך קבוע של מתח או זרם לאורך פעולתו. מקור משתנה בזמן מספק ערך משתנה של מתח או זרם בהתאם לפונקציה של זמן, כגון גל סינוסואידלי, פולס או רמפה.

הסמלים המשמשים לייצוג מקורות עצמאיים מוצגים למטה. החץ בתוך המעגל מצביע על כיוון הזרם עבור מקורות זרם ועל הקוטב של המתח עבור מקורות מתח.

דוגמאות她们提供的电压或电流取决于电路中其他部分的电压或电流。一个依赖源也被称为受控源。

依赖源可以是电压控制的，也可以是电流控制的。电压控制源的输出由电路中另一个元件上的电压决定。电流控制源的输出由电路中另一个元件上的电流决定。

依赖源也可以是电压依赖的或电流依赖的。电压依赖源提供的电压输出与控制电压或电流成比例。电流依赖源提供的电流输出与控制电压或电流成比例。

用于表示依赖源的符号如下所示。菱形形状表示该源是依赖的。菱形内的箭头指示电流源的输出电流方向和电压源的输出电压极性。菱形外的箭头指示电流控制源的控制电流方向和电压控制源的控制电压极性。

一些依赖源的例子包括放大器、晶体管、运算放大器等。

依赖源也可以是恒定的或随时间变化的，这取决于控制量是否恒定或随时间变化。

什么是理想的电压源或电流源？

理想源是一个理论概念，代表源的理想化行为。理想源没有内部电阻或阻抗，并且可以向电路提供无限功率。

理想电压源无论负载阻抗或电流如何，都能在其端子上保持恒定电压。理想电流源无论负载阻抗或电压如何，都能在其端子上保持恒定电流。

用于表示理想源的符号与独立源相同，只是没有表示任何内部电阻或阻抗。

没有实际的理想源示例，但在某些条件下，一些实际源可以近似为理想源。例如，当电池的内阻与负载电阻相比可忽略不计时，它可以被视为理想电压源。同样，当光伏电池的内阻与负载电阻相比可忽略不计时，它可以被视为理想电流源。

如何在电压源和电流源之间转换？

任何实际源都可以表示为具有等效内部电阻或阻抗的电压源或电流源。这意味着任何电压源都可以转换为等效的电流源，反之亦然。

要将电压源转换为等效电流源，我们需要找到两个参数：输出电流和电流源的内部电阻。

等效电流源的输出电流等于原始电压源的短路电流。这意味着我们需要找到通过原始电压源端子的电流，当它们用零电阻导线连接时。

等效电流源的内部电阻等于原始电压源的开路电阻。这意味着我们需要找到当原始电压源端子与任何负载断开时，端子之间的电阻。

要将电流源转换为等效电压源，我们需要找到两个参数：输出电压和电压源的内部电阻。

等效电压源的输出电压等于原始电流源的开路电压。这意味着我们需要找到当原始电流源端子与任何负载断开时，端子之间的电压。

等效电压源的内部电阻等于原始电流源的短路电阻。这意味着我们需要找到当原始电流源端子用零电阻导线连接时，端子之间的电阻。

请注意，这些转换仅适用于线性电路，在这些电路中欧姆定律适用，并且没有其他源影响输出或输入量。

结论

在这篇文章中，我们解释了独立和依赖电压源和电流源的概念以及它们与理想源的区别。我们还展示了如何使用简单的步骤和公式在电压源和电流源之间进行转换。理解这些类型的源对于分析和设计各种电气电路和系统非常重要。

需要记住的一些要点是：

• 独立源无论电路条件如何，都提供固定的电压或电流值。

• 依赖源提供的电压或电流值是电路中另一个量的函数。

• 理想源没有内部电阻或阻抗，可以向电路提供无限功率。

• 实际源具有一些内部电阻或阻抗，并且只能向电路提供有限的功率。

• 要将电压源转换为等效电流源，我们需要找到原始源的短路电流和开路电阻。

• 要将电流源转换为等效电压源，我们需要找到原始源的开路电压和短路电阻。

来源: Electrical4u

声明: 尊重原创，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。