Spændingskilde: Hvad er det
Hvad er en spændingskilde?
En spændingskilde defineres som et enhed, der leverer elektrisk strøm til en forbundet kredsløb. Med andre ord, det er som en stød, der holder elektronene i bevægelse gennem ledningen, den er forbundet med. Tænk på det som en pumpe i et vandsystem, kun denne pumpe er til elektronene i en ledning. Denne spændingskilde anvendes ofte i mange elektriske enheder og systemer.
En spændingskilde kommer normalt som en toterminalenhed, hvilket betyder, at den har to forbindelsespunkter – ét til indkomne elektroner og ét til udgående. Dette koncept danner rygraden for vores daglige brug af elektricitet, der driver alt fra din mobiltelefon til dine køkkenapparater.
Typer af spændingskilder
De hovedtyper af spændingskilder inkluderer:
Uafhængig spændingskilde: De findes i to undergrupper – Direkte Spændingskilde og Alternativ Spændingskilde.
Afhængig spændingskilde: De findes i to undergrupper – Spændingstyrret Spændingskilde og Strømstyret Spændingskilde.
Uafhængig spændingskilde
En uafhængig spændingskilde kan levere stabil spænding (fast eller variabel over tid) til kredsløbet, og den afhænger ikke af andre elementer eller størrelser i kredsløbet.
Direkte spændingskilde eller tidsuafhængig spændingskilde
Den spændingskilde, der kan producere eller levere konstant spænding som output, kaldes direkte spændingskilde. Elektronernes bevægelse vil være i én retning, og polariteten vil altid være den samme. Bevægelsen af elektroner eller strøm vil altid være i én retning. Værdien af spændingen vil ikke ændre sig over tid. Eksempel: DC-generator, batteri, celler osv.
Alternativ spændingskilde
Den spændingskilde, der kan producere eller levere alternativ spænding som output, kaldes alternativ spændingskilde. Her skifter polariteten omkring ved regelmæssige intervaller. Denne spænding får strømmen til at løbe i én retning en del af tiden og derefter i en anden retning en anden del af tiden. Det betyder, at den varierer over tid. Eksempel: DC til AC-konverter, alternator osv.
Afhængig eller styret spændingskilde
Den spændingskilde, der leverer en outputspænding, der ikke er stabil eller fast, og som altid afhænger af andre størrelser, såsom spænding eller strøm i en anden del af kredsløbet, kaldes en afhængig spændingskilde.
De har fire terminaler. Når spændingskilden afhænger af spændingen i en anden del af kredsløbet, kaldes den spændingstyret spændingskilde (VCVS).
Når spændingskilden afhænger af strøm i en anden del af kredsløbet, kaldes den strømstyret spændingskilde (CCVS) (vist i figuren nedenfor).
Ideel spændingskilde
Spændingskilden kan levere konstant spænding til kredsløbet, og den kaldes også en uafhængig spændingskilde, da den er uafhængig af strømmen, som kredsløbet drager. Værdien af intern modstand er nul her. Det betyder, at ingen effekt spildes på grund af intern modstand.
Uanset belastningsmodstand eller strøm i kredsløbet, vil denne spændingskilde give stabil spænding. Den fungerer som en 100% effektiv spændingskilde. Alt af spændingen fra den ideelle spændingskilde kan falde perfekt til belastningen i kredsløbet.
For at forstå en ideel spændingskilde, kan vi tage et eksempel på et kredsløb, som vist ovenfor. Batteriet, som vises her, er en ideel spændingskilde, der leverer 1,7V. Intern modstand RIN = 0Ω. Modstandsbelastningen i kredsløbet RLOAD = 7Ω. Her kan vi se, at belastningen vil modtage alle de 1,7V fra batteriet.
Reel eller praktisk spændingskilde
