Nezavisne izvore napona i struje

Izvor napona je uređaj koji pruža konstantan ili varijabilan napon između svojih terminala. Izvor struje je uređaj koji pruža konstantan ili varijabilan strujni tok kroz svoje terminali. I izvori napona i struje su ključni za opskrbu različitih električnih krugova i uređaja.

Međutim, svi izvori nisu isti. Ovisno o tome kako se ponašaju i interagiraju s drugim elementima kruga, izvore možemo podijeliti u dvije glavne kategorije: neovisni i ovisni.

Što je neovisni izvor napona ili struje?

Neovisni izvor je izvor koji ne ovisi o bilo kojoj drugoj veličini u krugu. Njegov izlazni napon ili struja određeni su njihovim vlastitim karakteristikama i ne mijenjaju se s opterećenjem ili bilo kojom drugom stanja kruga.

Neovisni izvor napona održava određeni napon između svojih terminala bez obzira na struju koja teče kroz njega. Neovisni izvor struje održava određeni strujni tok kroz svoje terminali bez obzira na napon između njih.

Neovisni izvori mogu biti konstantni ili varijabilni u vremenu. Konstantni izvor pruža fiksnu vrijednost napona ili struje tijekom cijelog rada. Varijabilni izvor pruža mijenjajuću vrijednost napona ili struje prema funkciji vremena, kao što je sinusna valna forma, impulsi ili rampa.

Simboli koristeni za predstavljanje neovisnih izvora prikazani su ispod. Strelica unutar kruga označava smjer struje za izvore struje i polaritet napona za izvore napona.

Neki primjeri neovisnih izvora su baterije, solarni čelici, generatori, alternatori itd.

Što je ovisni izvor napona ili struje?

Ovisni izvor je izvor koji ovisi o drugoj veličini u krugu. Njegov izlazni napon ili struja su funkcija napona ili struje nekog drugog dijela kruga. Ovisni izvor također se zove kontrolirani izvor.

Ovisni izvor može biti kontroliran naponom ili strujom. Naponski kontrolirani izvor ima svoj izlaz određen naponom između drugog elementa u krugu. Strujno kontrolirani izvor ima svoj izlaz određen strujnim tokom kroz drugi element u krugu.

Ovisni izvor može biti također ovisan o naponu ili strujnom toku. Naponski ovisni izvor pruža napon izlaza proporcionalan kontrolirajućem naponu ili strujnom toku. Strujno ovisni izvor pruža strujni tok izlaza proporcionalan kontrolirajućem naponu ili strujnom toku.

Simboli koristeni za predstavljanje ovisnih izvora prikazani su ispod. Dijamantasta forma označava da je izvor ovisan. Strelica unutar dijamanta označava smjer izlazne struje za izvore struje i polaritet izlaznog napona za izvore napona. Strelica van dijamanta označava smjer kontrolirajuće struje za strujno kontrolirane izvore i polaritet kontrolirajućeg napona za naponski kontrolirane izvore.

Neki primjeri ovisnih izvora su pojačala, tranzistori, operacijski pojačalo itd.

Ovisni izvori mogu biti konstantni ili varijabilni u vremenu, ovisno o tome je li kontrolirajuća veličina konstantna ili varijabilna u vremenu.

Što je idealni izvor napona ili struje?

Idealni izvor je teoretski koncept koji predstavlja idealizirano ponašanje izvora. Idealni izvor nema unutrašnji otpornik ili impedanciju i može pružiti beskonačnu snagu krugu.

Idealni izvor napona održava konstantan napon između svojih terminala bez obzira na otpor opterećenja ili struju. Idealni izvor struje održava konstantan strujni tok kroz svoje terminali bez obzira na otpor opterećenja ili napon.

Simboli koristeni za predstavljanje idealnih izvora su isti kao oni koristeni za neovisne izvore, osim što nema oznake unutrašnjeg otpora ili impedancije.

Ne postoji praktični primjer idealnog izvora, ali neki stvarni izvori mogu se aproksimirati kao idealni izvori pod određenim uvjetima. Na primjer, baterija se može smatrati idealnim izvorom napona kada je njen unutarnji otpor zanemariv u usporedbi s otporom opterećenja. Slično tome, fotovoltački čelic se može smatrati idealnim izvorom struje kada je njen unutarnji otpor zanemariv u usporedbi s otporom opterećenja.

Kako pretvoriti između izvora napona i struje?

Bilo koji stvarni izvor može se predstaviti kao izvor napona ili struje s ekvivalentnim unutrašnjim otporom ili impedancijom. To znači da se bilo koji izvor napona može pretvoriti u ekvivalentni izvor struje i obrnuto.

Da bismo pretvorili izvor napona u ekvivalentni izvor struje, moramo pronaći dva parametra: izlaznu struju i unutrašnji otpor izvora struje.

Izlazna struja ekvivalentnog izvora struje jednaka je strujnom toku kruga originalnog izvora napona. To znači da moramo pronaći struju koja teče kroz terminali originalnog izvora napona kada su oni spojeni žicom s nultim otporom.

Unutrašnji otpor ekvivalentnog izvora struje jednak je otvorenom krugu otporu originalnog izvora napona. To znači da moramo pronaći otpor između terminala originalnog izvora napona kada su oni odspojeni od bilo kakvog opterećenja.

Da bismo pretvorili izvor struje u ekvivalentni izvor napona, moramo pronaći d