Незалежні джерела напруги та струму

Джерело напруги є пристроєм, який забезпечує постійну або змінну напругу між своїми кінцями. Джерело струму є пристроєм, який забезпечує постійний або змінний електричний струм через свої кінці. Обидва типи джерел — напруги та струму — є необхідними для живлення різних електричних схем і пристроїв.

Однак, не всі джерела однакові. Залежно від того, як вони поводяться та взаємодіють з іншими елементами схеми, джерела можна поділити на дві основні категорії: незалежні та залежні.

Що таке незалежне джерело напруги або струму?

Незалежне джерело — це джерело, яке не залежить від жодної іншої величини в схемі. Його вихідна напруга або струм фіксовані власними характеристиками і не змінюються залежно від навантаження або будь-яких інших умов схеми.

Незалежне джерело напруги підтримує задану напругу між своїми кінцями, незалежно від струму, що протікає через нього. Незалежне джерело струму підтримує заданий струм через свої кінці, незалежно від напруги між ними.

Незалежні джерела можуть бути постійними або змінними в часі. Постійне джерело надає фіксоване значення напруги або струму протягом всього свого роботи. Змінне в часі джерело надає змінне значення напруги або струму відповідно до функції часу, наприклад, синусоїдальна хвиля, імпульс або спад.

Символи, які використовуються для представлення незалежних джерел, показані нижче. Стрілка всередині кола вказує напрямок струму для джерел струму та полярність напруги для джерел напруги.

Приклади незалежних джерел: батареї, солнечні батареї, генератори, альтернатори тощо.

Що таке залежне джерело напруги або струму?

Залежне джерело — це джерело, яке залежить від іншої величини в схемі. Його вихідна напруга або струм є функцією напруги або струму іншої частини схеми. Залежне джерело також називається керованим джерелом.

Залежне джерело може бути кероване напругою або струмом. Кероване напругою джерело має вихід, який визначається напругою між іншим елементом в схемі. Кероване струмом джерело має вихід, який визначається струмом через інший елемент в схемі.

Залежне джерело також може бути залежним від напруги або струму. Залежне від напруги джерело надає вихідну напругу, яка пропорційна керувальній напрузі або струму. Залежне від струму джерело надає вихідний струм, який пропорційний керувальній напрузі або струму.

Символи, які використовуються для представлення залежних джерел, показані нижче. Діамантоподібна форма вказує, що джерело залежне. Стрілка всередині діаманта вказує напрямок вихідного струму для джерел струму та полярність вихідної напруги для джерел напруги. Стрілка зовні діаманта вказує напрямок керувального струму для керованих струмом джерел та полярність керувальної напруги для керованих напругою джерел.

Приклади залежних джерел: підсилювачі, транзистори, операторні підсилювачі тощо.

Залежні джерела також можуть бути постійними або змінними в часі, залежно від того, чи керувана величина є постійною або змінною в часі.

Що таке ідеальне джерело напруги або струму?

Ідеальне джерело — це теоретичне поняття, яке представляє ідеалізований поведінку джерела. Ідеальне джерело не має внутрішнього опору або імпедансу і може надавати нескінченне питання до схеми.

Ідеальне джерело напруги підтримує постійну напругу між своїми кінцями, незалежно від опору навантаження або струму. Ідеальне джерело струму підтримує постійний струм через свої кінці, незалежно від опору навантаження або напруги.

Символи, які використовуються для представлення ідеальних джерел, такі самі, як і для незалежних джерел, за винятком того, що немає жодного вказівника на внутрішній опір або імпеданс.

Немає практичного прикладу ідеального джерела, але деякі реальні джерела можна наближено до ідеальних джерел у певних умовах. Наприклад, батарею можна вважати ідеальним джерелом напруги, коли її внутрішній опір незначний порівняно з опором навантаження. Аналогічно, фотovoltaic cell можна вважати ідеальним джерелом струму, коли її внутрішній опір незначний порівняно з опором навантаження.

Як перетворити між джерелами напруги та струму?

Любий реальний джерел може бути представлений як джерело напруги або струму з еквівалентним внутрішнім опором або імпедансом. Це означає, що будь-яке джерело напруги можна перетворити на еквівалентне джерело струму і навпаки.

Щоб перетворити джерело напруги на еквівалентне джерело струму, нам потрібно знайти два параметри: вихідний струм та внутрішній опір джерела струму.

Вихідний струм еквівалентного джерела струму дорівнює короткозамкненному струму оригінального джерела напруги. Це означає, що нам потрібно знайти струм, який протікає через кінці оригінального джерела напруги, коли вони з'єднані дротом з нульовим опором.

Внутрішній опір еквівалентного джерела струму дорівнює відкритому контуру