Hvad er kildetransformation?
Kilde Transformation
Kilde transformation henviser til at erstatte en type elektrisk kilde med en ækvivalent alternativ. En praktisk spændingskilde kan omdannes til en ækvivalent praktisk strømkilde, og omvendt.
Praktisk Spændingskilde
En praktisk spændingskilde består af en ideal spændingskilde i serie med en intern modstand (eller impedans, for AC-kredsløb). For en ideal spændingskilde er denne interne impedans nul, hvilket betyder, at udgangsspændingen forbliver konstant uanset laststrømmen. Eksempler herpå inkluderer celler, batterier og generatorer.
Praktisk Strømkilde
En praktisk strømkilde består af en ideal strømkilde parallel med en intern modstand (eller impedans). For en ideal strømkilde er denne parallelle impedans uendelig, hvilket sikrer, at udgangsstrømmen forbliver konstant uanset lastspændingen. Hallediodeenheder som transistorer modeleres ofte som strømkilder. Udover fra DC eller AC-spændingskilder refereres der til direkte eller alternerende strømkilder, henholdsvis.
Mutual Transformability
Spændings- og strømkilder er gensidigt transformable gennem kilde transformation. For at illustrere, overvej følgende kredsløb:
Figur A viser en praktisk spændingskilde i serie med en intern modstand rv, mens figur B viser en praktisk strømkilde med en parallel intern modstand ri.
For den praktiske spændingskilde er laststrømmen givet ved ligningen:
Hvor,
iLv er laststrømmen for den praktiske spændingskilde
V er spændingen
rv er den interne modstand af spændingskilden
rL er lastmodstanden
Det antages, at en lastmodstand rL er forbundet på terminalerne x-y. Ligeledes, for den praktiske strømkilde, er laststrømmen givet ved:
iLi er laststrømmen for den praktiske strømkilde
I er strømmen
ri er den interne modstand af strømkilden
rL er lastmodstanden forbundet på terminalerne x-y i figur B
To kilder bliver identiske, når vi sætter ligning (1) lig med ligning (2)
Imidlertid, for strømkilden, når terminalerne x-y er åbne (ingen last forbundet), er terminalspændingen på x-y V = I ×ri. Derfor opnår vi:
Derfor, for enhver praktisk spændingskilde med en ideal spænding V og intern modstand rv, kan spændingskilden erstattes af en strømkilde I med den interne modstand forbundet parallel med strømkilden.
Kilde Transformation: Konvertering af Spændingskilde til Strømkilde
Når en spændingskilde er i serie med en modstand og skal konverteres til en strømkilde, er modstanden forbundet parallel med strømkilden, som vist på figuren ovenfor. Her er værdien af strømkilden givet ved:
I kredsløbsdiagrammet ovenfor kan en strømkilde forbundet parallel med en modstand omdannes til en spændingskilde ved at placere modstanden i serie med spændingskilden. Her er værdien af spændingskilden givet ved:Vs = Is × R
