Független feszültség- és áramforrások
A feszültség forrása olyan eszköz, amely állandó vagy változó elektromos potenciált biztosít a végpontjai között. A áramerőforrás olyan eszköz, amely állandó vagy változó elektromos áramot biztosít a végpontjai között. Mind a feszültség, mind az áramerőforrás alapvetően szükségesek különböző elektromos áramkörök és eszközök ellátásához.
Azonban nem minden erőforrás ugyanolyan. Az áramkörben való viselkedésük és interakcióik alapján az erőforrások két fő kategóriába sorolhatók: független és függő.
Mi az független feszültség- vagy áramerőforrás?
Egy független erőforrás olyan, ami nem függ az áramkör más mennyiségeitől. A kimeneti feszültsége vagy áramát a saját jellemzői határozzák meg, és nem változik a terhelés vagy bármely más áramkörbeli feltétel miatt.
Egy független feszültségforrás állandó feszültséget tart fenn a végpontjai között, függetlenül attól, hogy milyen áram folyik rajta. Egy független áramerőforrás állandó áramot tart fenn a végpontjai között, függetlenül a rajta lévő feszültségtől.
A független erőforrások állandóak vagy időben változóak lehetnek. Egy állandó erőforrás állandó feszültséget vagy áramot biztosít a működése során. Egy időben változó erőforrás egy függvénye az időnek, például egy szinusz hullám, egy impulzus vagy egy emelkedő ramppal változtatható feszültséget vagy áramot biztosít.
A független erőforrások szimbólumai alább láthatók. A körben lévő nyíl jelzi az áramerőforrásoknál az áram irányát, a feszültségforrásoknál pedig a feszültség polaritását.
Néhány példa független erőforrásokra: akkumulátorok, napenergia cellák, generátorok, alternátorok, stb.
Mi az függő feszültség- vagy áramerőforrás?
Egy függő erőforrás olyan, ami egy másik mennyiségétől függ az áramkörben. A kimeneti feszültsége vagy áramát a circuit egy másik részén lévő feszültség vagy áram függvénye határozza meg. Egy függő erőforrást kontrollált erőforrásként is neveznek.
Egy függő erőforrás lehet feszültségkontrollált vagy áramkontrollált. Egy feszültségkontrollált erőforrás kimenetét a circuit egy másik elemén lévő feszültség határozza meg. Egy áramkontrollált erőforrás kimenetét a circuit egy másik elemén áthaladó áram határozza meg.
Egy függő erőforrás lehet feszültségfüggő vagy áramfüggő. Egy feszültségfüggő erőforrás arányos feszültséget ad ki a kontrolláló feszültséggel vagy árammal. Egy áramfüggő erőforrás arányos áramot ad ki a kontrolláló feszültséggel vagy árammal.
A függő erőforrások szimbólumai alább láthatók. A gyémánt alak azt jelzi, hogy a forrás függő. A gyémánt belső nyílja a kimeneti áram irányát jelzi az áramerőforrásoknál, a feszültségforrásoknál pedig a feszültség polaritását. A gyémánt külső nyílja a kontrolláló áram irányát jelzi az áramkontrollált forrásoknál, a feszültségkontrollált forrásoknál pedig a kontrolláló feszültség polaritását.
Néhány példa függő erőforrásokra: erősítők, tranzisztorok, operációs erősítők, stb.
A függő erőforrások állandóak vagy időben változóak lehetnek, attól függően, hogy a kontrolláló mennyiség állandó vagy időben változó.
Mi az ideális feszültség- vagy áramerőforrás?
Egy ideális erőforrás egy elméleti fogalom, ami egy forrás ideális viselkedését reprezentálja. Egy ideális erőforrás nincs belső ellenállása vagy impedanciája, és végtelen teljesítményt tud szolgáltatni az áramkörnek.
Egy ideális feszültségforrás állandó feszültséget tart fenn a végpontjai között, függetlenül a terhelés impedanciájától vagy áramától. Egy ideális áramerőforrás állandó áramot tart fenn a végpontjai között, függetlenül a terhelés impedanciájától vagy feszültségétől.
Az ideális erőforrások szimbólumai megegyeznek a független erőforrások szimbólumaival, kivéve, hogy nincs utalás semmilyen belső ellenállásra vagy impedanciára.
Nincs gyakorlati példa ideális erőforrásra, de néhány valós erőforrás közelíthető ideális erőforrásként bizonyos feltételek mellett. Például, egy akkumulátor ideális feszültségforrásként tekinthető, ha belső ellenállása elhanyagolható a terhelés ellenállásához képest. Hasonlóképpen, egy fotovoltaikus cella ideális áramerőforrásként tekinthető, ha belső ellenállása elhanyagolható a terhelés ellenállásához képest.
Hogyan konvertálhatók a feszültség- és áramerőforrások?
Bármely valós erőforrás reprezentálható, mint feszültség- vagy áramerőforrás egy ekvivalens belső ellenállással vagy impedanciával. Ez azt jelenti, hogy bármely feszültségforrás átalakítható egy ekvivalens áramerőforrássá, és fordítva.
Ahhoz, hogy egy feszültségforrást ekvivalens áramerőforrássá alakítsunk, két paramétert kell meghatároznunk: a kimeneti áramot és a jelenlegi forrás belső ellenállását.
