Què és la transformació de font?
Transformació de la font
La transformació de la font es refereix a la substitució d'un tipus de font elèctrica per una alternativa equivalent. Una font de tensió pràctica es pot convertir en una font de corrent pràctica i viceversa.
Font de tensió pràctica
Una font de tensió pràctica consta d'una font de tensió ideal en sèrie amb una resistència interna (o impedància, per circuits CA). Per a una font de tensió ideal, aquesta impedància interna és zero, el que significa que la tensió de sortida roman constant independentment de la corrent de càrrega. Exemples d'aquestes fonts inclouen piles, bateries i generadors.
Font de corrent pràctica
Una font de corrent pràctica consisteix en una font de corrent ideal en paral·lel amb una resistència interna (o impedància). Per a una font de corrent ideal, aquesta impedància en paral·lel és infinita, assegurant que la corrent de sortida roman constant independentment de la tensió de càrrega. Dispositius semiconductors com els transistors sovint es modelen com fonts de corrent. Les sortides de fonts de tensió CC o CA es denominen respectivament fonts de corrent directa o alterna.
Transformabilitat mútua
Les fonts de tensió i corrent són mutuament transformables mitjançant la transformació de la font. Per il·lustrar-ho, considerem el circuit següent:
La figura A mostra una font de tensió pràctica en sèrie amb una resistència interna rv, mentre que la figura B representa una font de corrent pràctica amb una resistència interna en paral·lel ri.
Per a la font de tensió pràctica, la corrent de càrrega es dona per l'equació:
On,
iLv és la corrent de càrrega per a la font de tensió pràctica
V és la tensió
rv és la resistència interna de la font de tensió
rL és la resistència de càrrega
Es suposa que una resistència de càrrega rL està connectada entre els terminals x-y. De manera similar, per a la font de corrent pràctica, la corrent de càrrega es dóna per:
iLi és la corrent de càrrega per a la font de corrent pràctica
I és la corrent
ri és la resistència interna de la font de corrent
rL és la resistència de càrrega connectada entre els terminals x-y de la figura B
Les dues fonts esdevenen idèntiques quan equacionem l'equació (1) i l'equació (2)
No obstant això, per a la font de corrent, quan els terminals x-y estan oberts (sense càrrega connectada), la tensió terminal a x-y és V = I ×ri. Per tant, obtenim:
Per tant, per a qualsevol font de tensió pràctica amb una tensió ideal V i una resistència interna rv, la font de tensió es pot substituir per una font de corrent I amb la resistència interna connectada en paral·lel amb la font de corrent.
Transformació de la font: Conversió d'una font de tensió en una font de corrent
Quan una font de tensió està en sèrie amb una resistència i s'ha de convertir en una font de corrent, la resistència es connecta en paral·lel amb la font de corrent, tal com s'il·lustra a la figura anterior. Aquí, el valor de la font de corrent es dóna per:
En el diagrama de circuit superior, una font de corrent connectada en paral·lel amb una resistència es pot transformar en una font de tensió col·locant la resistència en sèrie amb la font de tensió. Aquí, el valor de la font de tensió es dóna per:Vs = Is × R
