Jännitelähteestä: Mikä se on

Mikä on jännitelähte?

Jännitelähte määritellään laitteeksi, joka toimittaa sähköenergiaa kytkettyyn piiriin. Yksinkertaisemmin ilmaistuna se on kuin voima, joka pitää elektronit liikkeessä jatkuvasti siihen kytketyssä johtossa. Voit ajatella sitä vesijärjestelmän pumpuna, mutta tämä pumpu on tarkoitettu elektroneille johtokuvassa. Tämä jännitelähte on yleisesti käytössä monissa sähkölaitteissa ja -järjestelmissä.

Jännitelähte on yleensä kaksipistelaitte, eli sillä on kaksi yhteyspistettä – yksi saapuville elektroneille ja toinen lähteville. Tämä konsepti muodostaa perustan arkipäiväiselle sähköntarpeellemme, tarjoten energiaa kaikilta puhelimiltasi keittiölaitteisiin asti.

Jännitelähteiden tyypit

Pääasialliset jännitelähteiden tyypit ovat:

• Itseisjännitelähte: Ne jakautuvat kahteen alatyyppiin – Suoraan jännitelähteeseen (DC) ja Vaihtojännitelähteeseen (AC).

• Riippuva jännitelähte: Ne jakautuvat kahteen alatyyppiin – Jänniteohjattuun jännitelähteeseen (VCVS) ja Virtaohjattuun jännitelähteeseen (CCVS).

Itseisjännitelähte

Itseisjännitelähte voi toimittaa vakiojännitteen (vakio tai ajan myötä muuttuva) piiriin, eikä se riipu muiden piirin elementtien tai muiden suureiden arvoista.

Suora jännitelähte tai Aikainvariantti jännitelähte

Jännitelähte, joka voi tuottaa tai toimittaa vakiojännitteen ulospanoksena, kutsutaan suoraksi jännitelähteeksi. Sähkövirta tai virta kulkee aina samaan suuntaan, ja jännitteen arvo ei muutu ajan myötä. Esimerkkejä: suoran jännitteen generaattori, akku, solut jne.

Vaihtojännitelähte

Jännitelähte, joka voi tuottaa vaihtojännitteen ulospanoksena, kutsutaan vaihtojännitelähteeksi. Tässä polariteetti kääntyy säännöllisin väliajoin. Tämä jännite aiheuttaa sähkövirran kulkea eri suuntaan aina eri aikoina. Se on aikavaihteleva. Esimerkkejä: DC-AC-muunnin, vaihtogeneraattori jne.

Riippuva tai Ohjattu jännitelähte

Jännitelähte, joka toimittaa ulospanoksen, joka ei ole vakio ja joka riippuu muiden suureiden, kuten jännitteen tai virran, arvoista piirin muussa osassa, kutsutaan riippuvaksi jännitelähteeksi.

Näillä on neljä pistettä. Kun jännitelähte riippuu jännitteen arvosta piirin muussa osassa, sitä kutsutaan jänniteohjatuksi jännitelähteeksi (VCVS).

Kun jännitelähte riippuu sähkövirran arvosta piirin muussa osassa, sitä kutsutaan virtaohjatuksi jännitelähteeksi (CCVS) (kuvassa alla).

Ideaalinen jännitelähte

Ideaalinen jännitelähte voi toimittaa vakiojännitteen piiriin, ja sitä kutsutaan myös itseisjännitelähteeksi, koska se on riippumaton piirin vetämästä virtasta. Sisäisen vastuksen arvo on nolla. Tämä tarkoittaa, että sisäiseen vastukseen kuluva energia on nolla.

Huolimatta piirin vastusta tai virtausta, tämä jännitelähte antaa vakiojännitteen. Se toimii 100% tehokkaana jännitelähteena. Kaikki ideaalisen jännitelähteen jännite putoaa täydellisesti piirin kuormaan.

Ymmärtääksesi ideaalisen jännitelähteen, voimme ottaa esimerkiksi yllä olevan piirin. Akku tässä esimerkissä on ideaalinen jännitelähte, joka toimittaa 1.7V. Sisäinen vastus RIN = 0Ω. Piirin vastus RLOAD = 7Ω. Tässä näemme, että kuorma saa kaiken 1.7V akun jännitteen.

Todellinen tai käytännöllinen jännitelähte

Seuraavaksi voimme tarkastella piiriä, jossa on käytännöllinen jännitelähte, jolla on 1Ω sisäinen vastus samankaltaisessa piirissä, joka on yllä selitetty. Sisäisen vastuksen vuoksi tulee olemaan pieni