Τι είναι Μετατροπή Πηγής
Μετατροπή Πηγής
Η μετατροπή πηγής αναφέρεται στην αντικατάσταση ενός τύπου ηλεκτρικής πηγής με έναν ισοδύναμο εναλλακτικό. Μια πρακτική πηγή τάσης μπορεί να μετατραπεί σε μια ισοδύναμη πρακτική πηγή ρεύματος και αντίστροφα.
Πρακτική Πηγή Τάσης
Μια πρακτική πηγή τάσης αποτελείται από μια ιδεώδη πηγή τάσης σε σειρά με μια εσωτερική αντίσταση (ή αντίθεση, για εναλλακτικές συνδέσεις). Για μια ιδεώδη πηγή τάσης, αυτή η εσωτερική αντίθεση είναι μηδέν, σημαίνοντας ότι η εξόδια τάση παραμένει σταθερή ανεξάρτητα από το φορτίο ρεύματος. Παραδείγματα περιλαμβάνουν κύλινδρα, μπαταρίες και γεννήτριες.
Πρακτική Πηγή Ρεύματος
Μια πρακτική πηγή ρεύματος αποτελείται από μια ιδεώδη πηγή ρεύματος παράλληλα με μια εσωτερική αντίσταση (ή αντίθεση). Για μια ιδεώδη πηγή ρεύματος, αυτή η παράλληλη αντίθεση είναι άπειρη, διασφαλίζοντας ότι το εξόδιο ρεύμα παραμένει σταθερό ανεξάρτητα από την τάση φορτίου. Ηλεκτρονικά συστήματα όπως τα τρανζίστορ συχνά μοντελοποιούνται ως πηγές ρεύματος. Οι εξόδοι από πηγές DC ή AC τάσης αναφέρονται ως πηγές ρεύματος έμμεσης ή εναλλακτικής τάσης, αντίστοιχα.
Κοινή Μετατροπή
Οι πηγές τάσης και ρεύματος είναι κοινώς μετατρέψιμες μέσω μετατροπής πηγής. Για παράδειγμα, θεωρήστε το παρακάτω σύνδεσμα:
Το Σχήμα A δείχνει μια πρακτική πηγή τάσης σε σειρά με μια εσωτερική αντίσταση rv, ενώ το Σχήμα B απεικονίζει μια πρακτική πηγή ρεύματος με μια παράλληλη εσωτερική αντίσταση ri.
Για την πρακτική πηγή τάσης, το ρεύμα φορτίου δίνεται από την εξής εξίσωση:
Όπου,
iLv είναι το ρεύμα φορτίου για την πρακτική πηγή τάσης
V είναι η τάση
rv είναι η εσωτερική αντίσταση της πηγής τάσης
rL είναι η αντίσταση φορτίου
Υποθέτεται ότι μια αντίσταση φορτίου rL είναι συνδεδεμένη στα κατωφλιακά x-y. Ομοίως, για την πρακτική πηγή ρεύματος, το ρεύμα φορτίου δίνεται από:
iLi είναι το ρεύμα φορτίου για την πρακτική πηγή ρεύματος
I είναι το ρεύμα
ri είναι η εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος
rL είναι η αντίσταση φορτίου που είναι συνδεδεμένη στα κατωφλιακά x-y στο Σχήμα B
Οι δύο πηγές γίνονται ίδιες, όταν θα εξισωθούν η εξίσωση (1) και η εξίσωση (2)
Ωστόσο, για την πηγή ρεύματος, όταν τα κατωφλιακά x-y είναι ανοιχτά (χωρίς φορτίο), η τάση στα κατωφλιακά x-y είναι V = I ×ri. Συνεπώς, παίρνουμε:
Συνεπώς, για κάθε πρακτική πηγή τάσης με ιδεώδη τάση V και εσωτερική αντίσταση rv, η πηγή τάσης μπορεί να αντικατασταθεί από μια πηγή ρεύματος I με την εσωτερική αντίσταση σε παράλληλη σύνδεση με την πηγή ρεύματος.
Μετατροπή Πηγής: Μετατροπή Πηγής Τάσης σε Πηγή Ρεύματος
Όταν μια πηγή τάσης είναι σε σειρά με μια αντίσταση και χρειάζεται να μετατραπεί σε πηγή ρεύματος, η αντίσταση είναι σε παράλληλη σύνδεση με την πηγή ρεύματος, όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Εδώ, η τιμή της πηγής ρεύματος δίνεται από:
Στο παραπάνω σχήμα, μια πηγή ρεύματος σε παράλληλη σύνδεση με μια αντίσταση μπορεί να μετατραπεί σε πηγή τάσης, τοποθετώντας την αντίσταση σε σειρά με την πηγή τάσης. Εδώ, η τιμή της πηγής τάσης δίνεται από:Vs = Is × R
