Sumber Tegangan dan Arus Independen

Sumber tegangan adalah perangkat yang menyediakan perbedaan potensial listrik konstan atau berubah-ubah antara terminalnya. Sumber arus adalah perangkat yang menyediakan arus listrik konstan atau berubah-ubah melalui terminalnya. Kedua sumber tegangan dan arus sangat penting untuk menghidupkan berbagai rangkaian listrik dan perangkat.

Namun, tidak semua sumber sama. Bergantung pada bagaimana mereka berperilaku dan berinteraksi dengan elemen-elemen rangkaian lainnya, sumber dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori utama: independen dan dependen.

Apa itu Sumber Tegangan atau Arus Independen?

Sumber independen adalah sumber yang tidak bergantung pada kuantitas lain dalam rangkaian. Output tegangan atau arusnya ditentukan oleh karakteristiknya sendiri dan tidak berubah dengan beban atau kondisi rangkaian lainnya.

Sumber tegangan independen mempertahankan tegangan tertentu di antara terminalnya terlepas dari arus yang mengalir melaluinya. Sumber arus independen mempertahankan arus tertentu melalui terminalnya terlepas dari tegangan di antara terminal tersebut.

Sumber independen dapat bersifat konstan atau bervariasi seiring waktu. Sumber konstan memberikan nilai tetap tegangan atau arus sepanjang operasinya. Sumber bervariasi seiring waktu memberikan nilai yang berubah-ubah dari tegangan atau arus sesuai dengan fungsi waktu, seperti gelombang sinusoidal, pulsa, atau ramp.

Simbol yang digunakan untuk mewakili sumber independen ditunjukkan di bawah ini. Panah di dalam lingkaran menunjukkan arah arus untuk sumber arus dan polaritas tegangan untuk sumber tegangan.

Beberapa contoh sumber independen adalah baterai, sel surya, generator, alternator, dll.

Apa itu Sumber Tegangan atau Arus Depend?

Sumber dependen adalah sumber yang bergantung pada kuantitas lain dalam rangkaian. Output tegangan atau arusnya adalah fungsi dari tegangan atau arus bagian lain dari rangkaian. Sumber dependen juga disebut sumber terkontrol.

Sumber dependen dapat berupa tegangan-terkontrol atau arus-terkontrol. Sumber tegangan-terkontrol memiliki output yang ditentukan oleh tegangan di antara elemen lain dalam rangkaian. Sumber arus-terkontrol memiliki output yang ditentukan oleh arus melalui elemen lain dalam rangkaian.

Sumber dependen juga dapat berupa tegangan-dependen atau arus-dependen. Sumber tegangan-dependen memberikan output tegangan yang proporsional terhadap tegangan atau arus kontrol. Sumber arus-dependen memberikan output arus yang proporsional terhadap tegangan atau arus kontrol.

Simbol yang digunakan untuk mewakili sumber dependen ditunjukkan di bawah ini. Bentuk berlian menunjukkan bahwa sumber tersebut dependen. Panah di dalam berlian menunjukkan arah arus output untuk sumber arus dan polaritas tegangan output untuk sumber tegangan. Panah di luar berlian menunjukkan arah arus kontrol untuk sumber arus-terkontrol dan polaritas tegangan kontrol untuk sumber tegangan-terkontrol.

Beberapa contoh sumber dependen adalah penguat, transistor, operasional amplifier, dll.

Sumber dependen juga dapat bersifat konstan atau bervariasi seiring waktu, tergantung apakah kuantitas kontrolnya konstan atau bervariasi seiring waktu.

Apa itu Sumber Tegangan atau Arus Ideal?

Sumber ideal adalah konsep teoretis yang mewakili perilaku ideal dari sumber. Sumber ideal tidak memiliki hambatan internal resistansi atau impedansi dan dapat menyediakan daya tak terbatas ke rangkaian.

Sumber tegangan ideal mempertahankan tegangan konstan di antara terminalnya terlepas dari impedansi beban atau arus. Sumber arus ideal mempertahankan arus konstan melalui terminalnya terlepas dari impedansi beban atau tegangan.

Simbol yang digunakan untuk mewakili sumber ideal sama dengan simbol yang digunakan untuk sumber independen, kecuali tidak ada indikasi resistansi atau impedansi internal.

Tidak ada contoh praktis sumber ideal, tetapi beberapa sumber nyata dapat dianggap sebagai sumber ideal dalam kondisi tertentu. Misalnya, baterai dapat dianggap sebagai sumber tegangan ideal ketika hambatan internalnya dapat diabaikan dibandingkan dengan hambatan beban. Demikian pula, sel fotovoltaik dapat dianggap sebagai sumber arus ideal ketika hambatan internalnya dapat diabaikan dibandingkan dengan hambatan beban.

Bagaimana Mengonversi Antara Sumber Tegangan dan Arus?

Setiap sumber nyata dapat direpresentasikan sebagai sumber tegangan atau sumber arus dengan hambatan atau impedansi internal ekivalen. Ini berarti bahwa setiap sumber tegangan dapat dikonversi menjadi sumber arus ekivalen dan sebaliknya.

Untuk mengonversi sumber tegangan menjadi sumber arus ekivalen, kita perlu menemukan dua parameter: arus output dan hambatan internal sumber arus.

Arus output sumber arus ekivalen sama dengan arus pendek sirkuit sumber tegangan asli. Ini berarti bahwa kita perlu menemukan arus yang mengalir melalui terminal sumber tegangan asli ketika mereka dihubungkan oleh kawat dengan hambatan nol.

Hambatan internal sumber arus ekivalen sama dengan sirkuit terbuka sumber tegangan asli. Ini berarti bahwa kita perlu menemukan hambatan antara terminal sumber tegangan asli ketika mereka diputus dari beban apa pun.

Untuk mengonversi sumber arus menjadi sumber tegangan ekivalen, kita perlu menemukan dua parameter: tegangan output dan hambatan internal sumber tegangan.

Tegangan output sumber tegangan ekivalen sama dengan tegangan sirkuit terbuka sumber arus asli. Ini berarti bahwa kita perlu menemukan tegangan di antara terminal sumber arus asli ketika mereka diputus dari beban apa pun.