Spanningsbron: Wat is het
Wat is een spanningsbron?
Een spanningsbron wordt gedefinieerd als een apparaat dat elektrische energie levert aan een aangesloten circuit. In eenvoudige termen is het net zo'n duwkracht die ervoor zorgt dat de elektronen continu door de draad bewegen waarmee het is verbonden. Denk hierbij aan een pomp in een watersysteem, alleen is deze pomp bedoeld voor elektronen in een draad. Deze spanningsbron wordt veel gebruikt in vele elektrische apparaten en systemen.
Een spanningsbron komt meestal als een toestel met twee aansluitpunten, wat betekent dat het twee punten heeft voor aansluiting - één voor de binnenkomende elektronen en één voor de uitgaande. Dit concept vormt de ruggengraat van ons dagelijks gebruik van elektriciteit, waarvan alles wordt aangedreven, van je mobiele telefoon tot je keukenapparatuur.
Soorten spanningsbronnen
De belangrijkste soorten spanningsbronnen omvatten:
Onafhankelijke spanningsbron: Ze hebben twee subtypes – Direct Spanningsbron en Wisselspanningsbron.
Afhankelijke spanningsbron: Ze hebben twee subtypes – Spanningsgereguleerde Spanningsbron en Stroomgereguleerde Spanningsbron.
Onafhankelijke spanningsbron
Een onafhankelijke spanningsbron kan een constante spanning (vast of variabel in de tijd) leveren aan het circuit en hangt niet af van andere elementen of grootheden in het circuit.
Direct Spanningsbron of Tijdsonafhankelijke Spanningsbron
De spanningsbron die een constante spanning als output kan produceren of leveren, wordt directe spanningsbron genoemd. De stroomrichting van de elektronen zal altijd dezelfde zijn. De beweging van elektronen of stroom zal altijd in dezelfde richting zijn. De waarde van de spanning zal niet veranderen met de tijd. Voorbeeld: DC-generator, batterij, cellen, enz.
Wisselspanningsbron
De spanningsbron die een wisselspanning als output kan produceren of leveren, wordt wisselspanningsbron genoemd. Hierbij wordt de polariteit op regelmatige tijdsintervallen omgekeerd. Deze spanning veroorzaakt dat de stroom in één richting stroomt gedurende een bepaalde tijd en daarna in een andere richting stroomt gedurende een andere tijd. Dat wil zeggen, het is tijdvarierend. Voorbeeld: DC naar AC-converter, alternator, enz.
Afhankelijke of Gereguleerde Spanningsbron
De spanningsbron die een outputspanning levert die niet constant of vast is en altijd afhankelijk is van andere grootheden zoals spanning of stroom in een ander deel van het circuit, wordt een afhankelijke spanningsbron genoemd.
Ze hebben vier terminals. Wanneer de spanningsbron afhankelijk is van de spanning in een ander deel van het circuit, wordt het een Spanningsgereguleerde Spanningsbron (VCSV).
Wanneer de spanningsbron afhankelijk is van stroom in een ander deel van het circuit, wordt het een Stroomgereguleerde Spanningsbron (SCVS) (zie figuur hieronder).
Ideale Spanningsbron
De spanningsbron kan een constante spanning leveren aan het circuit en wordt ook aangeduid als een onafhankelijke spanningsbron omdat het onafhankelijk is van de stroom die het circuit trekt. De waarde van de interne weerstand is hier nul. Dat wil zeggen, er wordt geen energie verspild door de interne weerstand.
Ondanks de belastingweerstand of stroom in het circuit, zal deze spanningsbron een constante spanning leveren. Het functioneert als een 100% efficiënte spanningsbron. Alles van de spanning van de ideale spanningsbron kan perfect naar de belasting in het circuit vallen.
Om een ideale spanningsbron te begrijpen, kunnen we een voorbeeld nemen van een circuit zoals hierboven getoond. De batterij die hier getoond wordt, is een ideale spanningsbron die 1,7V levert. De interne weerstand RIN = 0Ω. De belastingsweerstand in het circuit RLOAD = 7Ω. Hier zien we dat de belasting alle 1,7V van de batterij ontvangt.
Echte of Praktische Spanningsbron
