แหล่งกำเนิดแรงดันและกระแสอิสระ

แหล่งจ่าย แรงดันไฟฟ้า คืออุปกรณ์ที่ให้ความต่างศักยภาพไฟฟ้าคงที่หรือแปรผันระหว่างขั้วของมัน แหล่งจ่าย ศักยภาพไฟฟ้า คืออุปกรณ์ที่ให้กระแสไฟฟ้าคงที่หรือแปรผันผ่านขั้วของมัน ทั้งแหล่งจ่ายแรงดันและแหล่งจ่ายกระแสเป็นสิ่งสำคัญในการจ่ายพลังงานให้กับวงจรไฟฟ้าและอุปกรณ์ต่างๆ

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าแหล่งจ่ายทุกชนิดจะเหมือนกัน ขึ้นอยู่กับวิธีการปฏิบัติและการโต้ตอบกับองค์ประกอบวงจรอื่น ๆ แหล่งจ่ายสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: แบบอิสระและแบบขึ้นอยู่

แหล่งจ่ายแรงดันหรือกระแสแบบอิสระคืออะไร?

แหล่งจ่ายแบบอิสระคือแหล่งจ่ายที่ไม่ขึ้นอยู่กับปริมาณใด ๆ ในวงจร แรงดันหรือกระแสที่ได้จากแหล่งจ่ายนี้ถูกกำหนดโดยลักษณะเฉพาะของมันเอง และไม่เปลี่ยนแปลงตามโหลดหรือสภาพวงจรใด ๆ

แหล่งจ่ายแรงดันแบบอิสระรักษาแรงดันคงที่ระหว่างขั้วของมันไม่ว่ากระแสที่ไหลผ่านจะเป็นเท่าใด แหล่งจ่ายกระแสแบบอิสระรักษากระแสคงที่ผ่านขั้วของมันไม่ว่าแรงดันระหว่างขั้วจะเป็นเท่าใด

แหล่งจ่ายแบบอิสระสามารถเป็นค่าคงที่หรือแปรผันตามเวลา แหล่งจ่ายค่าคงที่ให้แรงดันหรือกระแสคงที่ตลอดการใช้งาน แหล่งจ่ายค่าแปรผันให้แรงดันหรือกระแสที่เปลี่ยนแปลงตามฟังก์ชันของเวลา เช่น คลื่นไซนูโซอิด พัลส์ หรือเรมป์

สัญลักษณ์ที่ใช้แทนแหล่งจ่ายแบบอิสระแสดงด้านล่าง ลูกศรภายในวงกลมระบุทิศทางของกระแสสำหรับแหล่งจ่ายกระแสและขั้วของแรงดันสำหรับแหล่งจ่ายแรงดัน

ตัวอย่างของแหล่งจ่ายแบบอิสระเช่น แบตเตอรี่ เซลล์แสงอาทิตย์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสลับ ฯลฯ

แหล่งจ่ายแรงดันหรือกระแสแบบขึ้นอยู่คืออะไร?

แหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่คือแหล่งจ่ายที่ขึ้นอยู่กับปริมาณอื่นในวงจร แรงดันหรือกระแสที่ได้จากแหล่งจ่ายนี้เป็นฟังก์ชันของแรงดันหรือกระแสของส่วนหนึ่งของวงจร แหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่ยังเรียกว่าแหล่งจ่ายควบคุม

แหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่สามารถเป็นแบบควบคุมแรงดันหรือควบคุมกระแส แหล่งจ่ายแบบควบคุมแรงดันมีผลลัพธ์ที่กำหนดโดยแรงดันระหว่างองค์ประกอบอื่นในวงจร แหล่งจ่ายแบบควบคุมกระแสมีผลลัพธ์ที่กำหนดโดยกระแสผ่านองค์ประกอบอื่นในวงจร

แหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่สามารถเป็นแบบขึ้นอยู่กับแรงดันหรือกระแส แหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่กับแรงดันให้แรงดันที่เป็นสัดส่วนกับแรงดันหรือกระแสที่ควบคุม แหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่กับกระแสให้กระแสที่เป็นสัดส่วนกับแรงดันหรือกระแสที่ควบคุม

สัญลักษณ์ที่ใช้แทนแหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่แสดงด้านล่าง รูปทรงเพชรระบุว่าแหล่งจ่ายนี้ขึ้นอยู่ ลูกศรภายในเพชรระบุทิศทางของกระแสสำหรับแหล่งจ่ายกระแสและขั้วของแรงดันสำหรับแหล่งจ่ายแรงดัน ลูกศรภายนอกเพชรระบุทิศทางของกระแสที่ควบคุมสำหรับแหล่งจ่ายกระแสที่ควบคุมและขั้วของแรงดันที่ควบคุมสำหรับแหล่งจ่ายแรงดันที่ควบคุม

ตัวอย่างของแหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่เช่น แอมปลิฟายเออร์ ทรานซิสเตอร์ แอมปลิฟายเออร์ทำงาน ฯลฯ

แหล่งจ่ายแบบขึ้นอยู่สามารถเป็นค่าคงที่หรือแปรผันตามเวลา ขึ้นอยู่กับว่าปริมาณที่ควบคุมเป็นค่าคงที่หรือแปรผันตามเวลา

แหล่งจ่ายแรงดันหรือกระแสแบบอุดมคติคืออะไร?

แหล่งจ่ายแบบอุดมคติคือแนวคิดเชิงทฤษฎีที่แสดงพฤติกรรมอุดมคติของแหล่งจ่าย แหล่งจ่ายแบบอุดมคติไม่มีความต้านทานภายในหรือความต้านทานไฟฟ้าภายในและสามารถให้พลังงานไม่จำกัดแก่วงจร

แหล่งจ่ายแรงดันแบบอุดมคติรักษาแรงดันคงที่ระหว่างขั้วของมันไม่ว่าโหลดหรือกระแสจะเป็นเท่าใด แหล่งจ่ายกระแสแบบอุดมคติรักษากระแสคงที่ผ่านขั้วของมันไม่ว่าแรงดันระหว่างขั้วจะเป็นเท่าใด

สัญลักษณ์ที่ใช้แทนแหล่งจ่ายแบบอุดมคติเหมือนกับที่ใช้สำหรับแหล่งจ่ายแบบอิสระ ยกเว้นว่าไม่มีการระบุความต้านทานภายในหรือความต้านทานไฟฟ้าภายใน

ไม่มีตัวอย่างที่เป็นจริงของแหล่งจ่ายแบบอุดมคติ แต่แหล่งจ่ายบางตัวสามารถประมาณได้ว่าเป็นแหล่งจ่ายแบบอุดมคติภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่สามารถถือว่าเป็นแหล่งจ่ายแรงดันแบบอุดมคติเมื่อความต้านทานภายในของมันเล็กน้อยเมื่อเทียบกับความต้านทานโหลด เช่นเดียวกับเซลล์แสงอาทิตย์สามารถถือว่าเป็นแหล่งจ่ายกระแสแบบอุดมคติเมื่อความต้านทานภายในของมันเล็กน้อยเมื่อเทียบกับความต้านทานโหลด

วิธีการแปลงระหว่างแหล่งจ่ายแรงดันและแหล่งจ่ายกระแส?

แหล่งจ่ายจริงใด ๆ สามารถแทนที่ด้วยแหล่งจ่ายแรงดันหรือแหล่งจ่ายกระแสพร้อมกับความต้านทานภายในหรือความต้านทานไฟฟ้าภายในที่เท่ากัน นั่นหมายความว่าแหล่งจ่ายแรงดันสามารถแปลงเป็นแหล่งจ่ายกระแสที่เท่ากันและในทางกลับกัน

เพื่อแปลงแหล่งจ่ายแรงดันเป็นแหล่งจ่ายกระแสที่เท่ากัน เราต้องหาพารามิเตอร์สองตัว: กระแสขาออกและความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายกระแส

กระแสขาออกของแหล่งจ่ายกระแสที่เท่ากันเท่ากับกระแสขาออกของแหล่งจ่ายแรงดันที่เดินสายตรง นั่นหมายความว่าเราต้องหากระแสที่ไหลผ่านขั้วของแหล่งจ่ายแรงดันเมื่อขั้วถูกเชื่อมต่อด้วยสายไฟที่มีความต้านทานเป็นศูนย์

ความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายกระแสที่เท่ากันเท่ากับความต้านทานวงจรเปิดของแหล่งจ่ายแรงดันที่เดินสายตรง นั่นหมายความว่าเราต้องหาความต้านทานระหว่างขั้วของแหล่งจ่ายแรงดันเมื่อขั้วถูกตัดออกจากโหลด

เพื่อแปลงแหล่งจ่ายกระแสเป็นแหล่งจ่ายแรงดันที่เท่ากัน เราต้องหาพารามิเตอร์สองตัว: แรงดันขาออกและความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายแรงดัน