Джерело напруги: що це

Що таке джерело напруги?

Джерело напруги визначається як пристрій, який надає електричну енергію до підʼєднаного контуру. Простіше кажучи, це сила, яка постійно змушує електрони рухатися по дроту, до якого воно підʼєднане. Уявіть собі насос у водопроводній системі, тільки цей насос для електронів у дроті. Таке джерело напруги широко використовується у багатьох електричних приладах і системах.

Зазвичай джерело напруги є двоконтактним пристроєм, що означає, що у нього є дві точки для зʼєднання – одна для входу електронів, а інша для виходу. Ця концепція лежить в основі нашого повсякденного використання електроенергії, живлячи все від мобільного телефону до кухонних приладів.

Типи джерел напруги

Основні типи джерел напруги включають:

• Незалежне джерело напруги: Вони мають два підтипу – Директне джерело напруги і Альтернативне джерело напруги.

• Залежне джерело напруги: Вони мають два підтипу – Джерело напруги, контроловане напругою, і Джерело напруги, контроловане струмом.

Незалежне джерело напруги

Незалежне джерело напруги може надавати стабільну напругу (фіксовану або змінну з часом) до контуру, і воно не залежить від інших елементів або величин у контурі.

Директне джерело напруги або Незмінне з часом джерело напруги

Джерело напруги, яке може виробляти або надавати постійну напругу на виході, називається джерелом постійної напруги. Потік електронів буде у одному напрямку, тобто полярність завжди буде однаковою. Рух електронів або потоків завжди буде у одному напрямку. Значення напруги не змінюватиметься з часом. Приклад: генератор постійного струму, батарея, елементи тощо.

Джерело змінної напруги

Джерело напруги, яке може виробляти або надавати змінну напругу на виході, називається джерелом змінної напруги. Тут полярність перетворюється через рівномірні інтервали. Ця напруга призводить до потоку струму у одному напрямку на деякий час, а потім у інший напрямок на інший час. Це означає, що це змінна з часом. Приклад: конвертер постійного струму в змінний, альтернатор тощо.

Залежне або кероване джерело напруги

Джерело напруги, яке надає вихідну напругу, яка не є стабільною або фіксованою, і завжди залежить від інших величин, таких як напруга або струм в іншій частині кола, називається залежним джерелом напруги.

Вони мають чотири термінали. Коли джерело напруги залежить від напруги в іншій частині кола, то воно називається Напруга Керована Напругою (VCVS).

Коли джерело напруги залежить від струму в будь-якій іншій частині цепи, то воно називається Струмовим Керованим Джерелом Напруги (CCVS) (показано на малюнку нижче).

Ідеальне Джерело Напруги

Джерело напруги може надавати сталу напругу до цепи, і його також називають незалежним джерелом напруги, оскільки воно незалежне від струму, який споживає цепі. Значення внутрішнього опору тут дорівнює нулю. Тобто, жодна енергія не губиться через внутрішній опір.

Незалежно від опору навантаження або струму в цепі, це джерело напруги буде надавати стабільну напругу. Воно працює як 100% ефективне джерело напруги. Усі напруги ідеального джерела напруги можуть повністю падати на навантаження в цепі.

Щоб зрозуміти ідеальне джерело напруги, ми можемо розглянути приклад цепи, показаний вище. Батарея, показана тут, є ідеальним джерелом напруги, яке надає 1.7В. Внутрішній опір RIN = 0Ω. Опор навантаження в цепі RLOAD = 7Ω. Тут ми бачимо, що навантаження отримає всі 1.7В батареї.

Реальне або Практичне Джерело Напруги

Далі можемо розглянути коло з практичним джерелом напруги, яке має внутрішнє опору 1Ω в подібному колі, яке було пояснено вище. Завдяки внутрішній опорі, буде невелика кількість спадку напруги у RIN.

Таким чином, вихідна напруга зменшиться до 1.49В з 1.7В. Тому на практиці завдяки внутрішній опорі буде зменшення напруги джерела.

Можна тепер зробити висновок, що ідеальне джерело напруги використовується як модель, а реальне джерело напруги створюється з мінімальною внутрішньою опорою, щоб отримати джерело напруги максимально близьке до ідеального з мінімальними втратами потужності.

Джерело: Electrical4u.

Заява: Поважайте оригінал, добрих статей варті поширення, якщо є порушення прав авторського приватного користування, будь ласка, зверніться для видалення.