Источник напряжения: Что это такое

Поле: Основы электротехники

China

Что такое источник напряжения?

Источник напряжения определяется как устройство, которое подает электрическую энергию к подключенной цепи. Проще говоря, это похоже на силу, которая постоянно поддерживает движение электронов по проводнику, к которому он подключен. Можно сравнить его с насосом в водной системе, только этот насос предназначен для электронов в проводнике. Такой источник напряжения широко используется во многих электрических устройствах и системах.

Источник напряжения обычно представляет собой двухполюсное устройство, то есть у него есть две точки подключения – одна для входящих электронов, другая для выходящих. Этот концепт является основой нашего повседневного использования электроэнергии, питая все от вашего мобильного телефона до кухонных приборов.

Типы источников напряжения

Основные типы источников напряжения включают:

Независимый источник напряжения: Они делятся на два подтипа – постоянный источник напряжения и переменный источник напряжения.
Зависимый источник напряжения: Они делятся на два подтипа – источник напряжения, управляемый напряжением, и источник напряжения, управляемый током.

Независимый источник напряжения

Независимый источник напряжения может подавать стабильное напряжение (фиксированное или изменяющееся со временем) в цепь, и он не зависит ни от каких других элементов или величин в цепи.

Постоянный источник напряжения или источник напряжения, не зависящий от времени

Источник напряжения, который может генерировать или подавать постоянное напряжение на выход, называется постоянным источником напряжения. Поток электронов будет направлен в одну сторону, то есть полярность всегда будет одинаковой. Движение электронов или токов всегда будет направлено в одну сторону. Значение напряжения не будет меняться со временем. Пример: генератор постоянного тока, батарея, элементы питания и т.д.
independent voltage source

Переменный источник напряжения

Источник напряжения, который может генерировать или подавать переменное напряжение на выход, называется переменным источником напряжения. Здесь полярность меняется через регулярные интервалы. Это напряжение вызывает течение тока в одном направлении некоторое время, а затем в другом направлении некоторое время. То есть оно изменяется во времени. Пример: преобразователь постоянного тока в переменный, альтернатор и т.д.
alternating voltage source

Зависимый или управляемый источник напряжения

Источник напряжения, который подает выходное напряжение, которое не является стабильным или фиксированным, и всегда зависит от других величин, таких как напряжение или ток в любой другой части цепи, называется зависимым источником напряжения.

У них четыре вывода. Когда источник напряжения зависит от напряжения в любой другой части цепи, он называется источником напряжения, управляемым напряжением (VCVS).

Когда источник напряжения зависит от тока в любой другой части цепи, он называется источником напряжения, управляемым током (CCVS) (показано на рисунке ниже).
dependent or controlled voltage source

Идеальный источник напряжения

Источник напряжения может подавать постоянное напряжение в цепь, и он также называется независимым источником напряжения, так как он независим от тока, который потребляет цепь. Значение внутреннего сопротивления равно нулю. То есть, мощность не теряется из-за внутреннего сопротивления.

Независимо от нагрузочного сопротивления или тока в цепи, этот источник напряжения будет давать стабильное напряжение. Он работает как 100% эффективный источник напряжения. Все напряжение идеального источника напряжения может полностью падать на нагрузку в цепи.
ideal voltage source
Для понимания идеального источника напряжения можно рассмотреть пример цепи, показанной выше. Батарея, показанная здесь, является идеальным источником напряжения, который подает 1,7 В. Внутреннее сопротивление RIN = 0 Ом. Сопротивление нагрузки в цепи RLOAD = 7 Ом. Здесь мы видим, что нагрузка получит все 1,7 В батареи.