Niezależne źródła napięcia i prądu

Źródło napięcia to urządzenie, które zapewnia stałą lub zmienną różnicę potencjałów elektrycznych między swoimi węzłami. Źródło prądu to urządzenie, które zapewnia stały lub zmienny prąd elektryczny przez swoje węzły. Oba typy źródeł są niezbędne do zasilania różnych obwodów elektrycznych i urządzeń.

Jednak nie wszystkie źródła są takie same. W zależności od ich zachowania i interakcji z innymi elementami obwodu, źródła można podzielić na dwie główne kategorie: niezależne i zależne.

Co to jest niezależne źródło napięcia lub prądu?

Niezależne źródło to źródło, które nie zależy od żadnej innej wielkości w obwodzie. Jego wyjściowe napięcie lub prąd jest określone przez własne cechy i nie zmienia się w zależności od obciążenia ani innych warunków obwodu.

Niezależne źródło napięcia utrzymuje określoną różnicę potencjałów między swoimi węzłami, niezależnie od prądu płynącego przez nie. Niezależne źródło prądu utrzymuje określony prąd przez swoje węzły, niezależnie od napięcia między nimi.

Niezależne źródła mogą być stałe lub zmiennoprądowe. Stałe źródło zapewnia stałą wartość napięcia lub prądu przez cały czas działania. Zmiennoprądowe źródło zapewnia zmieniającą się wartość napięcia lub prądu według funkcji czasu, takiej jak fala sinusoidalna, impuls lub rampa.

Symbole używane do reprezentacji niezależnych źródeł są pokazane poniżej. Strzałka wewnątrz koła wskazuje kierunek prądu dla źródeł prądu i polaryzację napięcia dla źródeł napięcia.

Niektóre przykłady niezależnych źródeł to baterie, komórki słoneczne, generatory, alternatory itp.

Co to jest zależne źródło napięcia lub prądu?

Zależne źródło to źródło, które zależy od innej wielkości w obwodzie. Jego wyjściowe napięcie lub prąd jest funkcją napięcia lub prądu innej części obwodu. Zależne źródło nazywane jest również sterowanym źródłem.

Zależne źródło może być sterowane napięciem lub prądem. Sterowane napięciem źródło ma swoją wydajność określona przez napięcie między innym elementem w obwodzie. Sterowane prądem źródło ma swoją wydajność określona przez prąd przez inny element w obwodzie.

Zależne źródło może być również zależne od napięcia lub prądu. Zależne od napięcia źródło zapewnia napięcie wyjściowe proporcjonalne do sterującego napięcia lub prądu. Zależne od prądu źródło zapewnia prąd wyjściowy proporcjonalny do sterującego napięcia lub prądu.

Symbole używane do reprezentacji zależnych źródeł są pokazane poniżej. Kształt diamentu wskazuje, że źródło jest zależne. Strzałka wewnątrz diamentu wskazuje kierunek wyjściowego prądu dla źródeł prądu i polaryzację wyjściowego napięcia dla źródeł napięcia. Strzałka poza diamentem wskazuje kierunek sterującego prądu dla sterowanych prądem źródeł i polaryzację sterującego napięcia dla sterowanych napięciem źródeł.

Niektóre przykłady zależnych źródeł to wzmacniacze, tranzystory, operacyjne wzmacniacze itp.

Zależne źródła mogą być stałe lub zmiennoprądowe, w zależności od tego, czy sterująca wielkość jest stała czy zmienna w czasie.

Co to jest idealne źródło napięcia lub prądu?

Idealne źródło to teoretyczny pojęcie, które reprezentuje idealizowane zachowanie źródła. Idealne źródło nie ma wewnętrznego oporu lub impedancji i może dostarczyć nieskończoną moc do obwodu.

Idealne źródło napięcia utrzymuje stałe napięcie między swoimi węzłami, niezależnie od impedancji obciążenia lub prądu. Idealne źródło prądu utrzymuje stały prąd przez swoje węzły, niezależnie od impedancji obciążenia lub napięcia.

Symbole używane do reprezentacji idealnych źródeł są takie same, jak te używane dla niezależnych źródeł, z wyjątkiem braku wskazówki o jakimkolwiek wewnętrznym oporze lub impedancji.

Nie ma praktycznego przykładu idealnego źródła, ale niektóre rzeczywiste źródła mogą być aproksymowane jako idealne źródła w pewnych warunkach. Na przykład bateria może być uznana za idealne źródło napięcia, gdy jej wewnętrzny opór jest zaniedbywalny w porównaniu z oporem obciążenia. Podobnie, komórka fotowoltaiczna może być uznana za idealne źródło prądu, gdy jej wewnętrzny opór jest zaniedbywalny w porównaniu z oporem obciążenia.

Jak przekonwertować między źródłami napięcia i prądu?

Każde rzeczywiste źródło może być reprezentowane jako źródło napięcia lub prądu z równoważnym wewnętrznym oporem lub impedancją. To oznacza, że każde źródło napięcia może być przekonwertowane na równoważne źródło prądu i odwrotnie.

Aby przekonwertować źródło napięcia na równoważne źródło prądu, musimy znaleźć dwa parametry: wyjściowy prąd i wewnętrzny opór źródła prądu.

Wyjściowy prąd równoważnego źródła prądu jest równy prądowi krótkiego obwodu oryginalnego źródła napięcia. To oznacza, że musimy znaleźć prąd płynący przez węzły oryginalnego źródła napięcia, gdy są one połączone drutem o zerowym oporze.

Wewnętrzny opór równoważnego źródła prądu jest równy oporowi obwodu otwartego oryginalnego źródła napięcia. To oznacza, że musimy znaleźć opór między węzłami oryginalnego źródła napięcia, gdy są one odłączone od jakieg