Źródło napięcia: Co to jest

Electrical4u

Pole: Podstawowe Elektryka

China

Co to jest źródło napięcia?

Źródłem napięcia nazywamy urządzenie dostarczające energii elektrycznej do połączonego obwodu. Uproszczonym porównaniem może być siła popychająca, która utrzymuje ciągły przepływ elektronów przez przewód, do którego jest podłączone. Wyobraź sobie pompę w systemie wodnym, tylko ta pompa służy do transportu elektronów w przewodzie. Źródła napięcia są szeroko stosowane w wielu urządzeniach i systemach elektrycznych.

Źródło napięcia zazwyczaj ma formę urządzenia dwubiegunowego, co oznacza, że ma dwa punkty połączenia – jeden dla przychodzących elektronów i jeden dla wychodzących. Ten koncept stanowi podstawę codziennego użycia prądu elektrycznego, zasilając wszystko od telefonu komórkowego po urządzenia kuchenne.

Typy źródeł napięcia

Główne typy źródeł napięcia obejmują:

Niezależne źródło napięcia: Są one podzielone na dwa podtypy – Źródło napięcia stałego i Źródło napięcia zmiennego.
Zależne źródło napięcia: Są one podzielone na dwa podtypy – Źródło napięcia sterowane napięciem i Źródło napięcia sterowane prądem.

Niezależne źródło napięcia

Niezależne źródło napięcia może dostarczać stałe napięcie (stałe lub zmienne w czasie) do obwodu i nie zależy ono od żadnych innych elementów lub wartości w obwodzie.

Źródło napięcia stałego lub niezmiennego w czasie

Źródło napięcia, które może produkować lub dostarczać stałe napięcie jako wyjście, nazywane jest Źródłem napięcia stałego. Przepływ elektronów będzie jednokierunkowy, czyli polaryzacja zawsze pozostanie taka sama. Ruch elektronów lub prądów będzie zawsze w jednym kierunku. Wartość napięcia nie zmieni się w czasie. Przykład: generator prądu stałego, bateria, celi itp.
independent voltage source

Źródło napięcia zmiennego

Źródło napięcia, które może produkować lub dostarczać zmienny prąd jako wyjście, nazywane jest Źródłem napięcia zmiennego. Tutaj, polaryzacja odwraca się w regularnych odstępach czasu. To napięcie powoduje, że prąd płynie w jednym kierunku przez pewien czas, a następnie w innym kierunku przez kolejny czas. Oznacza to, że jest zmienny w czasie. Przykład: Konwerter DC na AC, alternator itp.
alternating voltage source

Zależne lub sterowane źródło napięcia

Źródło napięcia, które dostarcza wyjściowe napięcie, które nie jest stałe ani ustalone, i zawsze zależy od innych wartości, takich jak napięcie lub prąd w dowolnej innej części obwodu, nazywane jest zależnym źródłem napięcia.

Posiadają cztery terminale. Gdy źródło napięcia zależy od napięcia w dowolnej innej części obwodu, nazywane jest Źródłem napięcia sterowanym napięciem (VCVS).

Gdy źródło napięcia zależy od prądu w dowolnej innej części obwodu, nazywane jest Źródłem napięcia sterowanym prądem (CCVS) (jak pokazano na rysunku poniżej).
dependent or controlled voltage source

Idealne źródło napięcia

Źródło napięcia może dostarczać stałe napięcie do obwodu i nazywane jest również niezależnym źródłem napięcia, ponieważ jest niezależne od prądu, który obwód pobiera. Wartość wewnętrznego oporu wynosi zero. Oznacza to, że żadna energia nie jest marnowana ze względu na opór wewnętrzny.

Pomimo oporu obciążenia lub prądu w obwodzie, to źródło napięcia będzie dostarczać stałe napięcie. Działa jako 100% efektywne źródło napięcia. Całe napięcie idealnego źródła napięcia może doskonale spaść na obciążenie w obwodzie.
ideal voltage source
Aby zrozumieć idealne źródło napięcia, możemy rozważyć przykład obwodu przedstawionego powyżej. Bateria przedstawiona tutaj jest idealnym źródłem napięcia, które dostarcza 1,7V. Wewnętrzny opór RIN = 0Ω. Opór obciążenia w obwodzie RLOAD = 7Ω. Widzimy, że obciążenie otrzyma całe 1,7V baterii.