Sumber Tegangan dan Arus Bebas

Sumber voltan adalah peranti yang menyediakan perbezaan potensial elektrik yang malar atau berubah-ubah antara terminalnya. Sumber arus adalah peranti yang menyediakan arus elektrik yang malar atau berubah-ubah melalui terminalnya. Kedua-dua sumber voltan dan arus penting untuk menghidupkan pelbagai litar dan peranti elektrik.

Namun, tidak semua sumber adalah sama. Bergantung pada cara mereka bertindak dan berinteraksi dengan elemen litar lain, sumber boleh diklasifikasikan kepada dua kategori utama: bebas dan bergantung.

Apakah Sumber Voltan atau Arus Bebas?

Sumber bebas adalah sumber yang tidak bergantung pada sebarang kuantiti dalam litar. Voltan atau arus keluarannya ditetapkan oleh ciri-cirinya sendiri dan tidak berubah dengan beban atau keadaan litar lain.

Sumber voltan bebas mengekalkan voltan tertentu di antara terminalnya terlepas daripada arus yang mengalir melaluinya. Sumber arus bebas mengekalkan arus tertentu melalui terminalnya terlepas daripada voltan di antara terminal tersebut.

Sumber bebas boleh menjadi malar atau berubah-ubah dari segi masa. Sumber malar memberikan nilai voltan atau arus yang tetap sepanjang operasinya. Sumber berubah-ubah dari segi masa memberikan nilai voltan atau arus yang berubah mengikut fungsi masa, seperti gelombang sinusoidal, pulsa, atau ramp.

Simbol yang digunakan untuk mewakili sumber bebas ditunjukkan di bawah. Anak panah di dalam bulatan menunjukkan arah arus untuk sumber arus dan polaritas voltan untuk sumber voltan.

Beberapa contoh sumber bebas termasuk bateri, sel suria, penjana, alternator, dll.

Apakah Sumber Voltan atau Arus Bergantung?

Sumber bergantung adalah sumber yang bergantung pada kuantiti lain dalam litar. Voltan atau arus keluarannya adalah fungsi voltan atau arus bahagian lain litar. Sumber bergantung juga dikenali sebagai sumber terkawal.

Sumber bergantung boleh menjadi terkawal voltan atau terkawal arus. Sumber terkawal voltan mempunyai output yang ditentukan oleh voltan di antara elemen lain dalam litar. Sumber terkawal arus mempunyai output yang ditentukan oleh arus melalui elemen lain dalam litar.

Sumber bergantung juga boleh menjadi bergantung voltan atau bergantung arus. Sumber bergantung voltan memberikan output voltan yang berkadar dengan voltan atau arus pengawal. Sumber bergantung arus memberikan output arus yang berkadar dengan voltan atau arus pengawal.

Simbol yang digunakan untuk mewakili sumber bergantung ditunjukkan di bawah. Bentuk berlian menunjukkan bahawa sumber tersebut bergantung. Anak panah di dalam berlian menunjukkan arah arus keluaran untuk sumber arus dan polaritas voltan keluaran untuk sumber voltan. Anak panah di luar berlian menunjukkan arah arus pengawal untuk sumber terkawal arus dan polaritas voltan pengawal untuk sumber terkawal voltan.

Beberapa contoh sumber bergantung termasuk pemampan, transistor, pemampan operasi, dll.

Sumber bergantung juga boleh menjadi malar atau berubah-ubah dari segi masa, bergantung pada sama ada kuantiti pengawal itu malar atau berubah-ubah dari segi masa.

Apakah Sumber Voltan atau Arus Ideal?

Sumber ideal adalah konsep teori yang mewakili tingkah laku ideal sumber. Sumber ideal tidak mempunyai rintangan dalaman elektrik atau impedans dan boleh menyediakan kuasa tanpa had kepada litar.

Sumber voltan ideal mengekalkan voltan yang malar di antara terminalnya terlepas daripada rintangan beban atau arus. Sumber arus ideal mengekalkan arus yang malar melalui terminalnya terlepas daripada rintangan beban atau voltan.

Simbol yang digunakan untuk mewakili sumber ideal adalah sama dengan simbol yang digunakan untuk sumber bebas, kecuali tidak ada indikasi rintangan dalaman atau impedans.

Tiada contoh praktikal sumber ideal, tetapi beberapa sumber nyata boleh dianggarkan sebagai sumber ideal di bawah keadaan tertentu. Sebagai contoh, bateri boleh dianggap sebagai sumber voltan ideal apabila rintangan dalamannya dapat diabaikan berbanding rintangan beban. Begitu juga, sel fotovoltaik boleh dianggap sebagai sumber arus ideal apabila rintangan dalamannya dapat diabaikan berbanding rintangan beban.

Bagaimana Menukar Antara Sumber Voltan dan Arus?

Sebarang sumber nyata boleh diwakili sebagai sumber voltan atau sumber arus dengan rintangan dalaman atau impedans yang setara. Ini bermaksud bahawa sebarang sumber voltan boleh ditukar kepada sumber arus yang setara dan sebaliknya.

Untuk menukar sumber voltan kepada sumber arus yang setara, kita perlu mencari dua parameter: arus keluaran dan rintangan dalaman sumber arus.

Arus keluaran sumber arus yang setara adalah sama dengan arus pendek sumber voltan asal. Ini bermaksud kita perlu mencari arus yang mengalir melalui terminal sumber voltan asal apabila mereka disambungkan dengan wayar yang mempunyai rintangan sifar.

Rintangan dalaman sumber arus yang setara adalah sama dengan rintangan litar terbuka sumber voltan asal. Ini bermaksud kita perlu mencari rintangan antara terminal sumber voltan asal apabila mereka diputuskan dari mana-mana beban.

Untuk menukar sumber arus kepada sumber voltan yang setara, kita perlu mencari dua parameter: voltan keluaran dan rintangan dalaman sumber voltan.