منبع تبدیل
تبدیل منبع به معنای جایگزینی یک نوع منبع الکتریکی با یک منبع معادل دیگر است. یک منبع ولتاژ عملی میتواند به یک منبع جریان عملی معادل تبدیل شود و برعکس.
منبع ولتاژ عملی
یک منبع ولتاژ عملی شامل یک منبع ولتاژ ایدهآل در سری با یک مقاومت داخلی (یا امپدانس، برای مدارهای AC) است. برای یک منبع ولتاژ ایدهآل، این امپدانس داخلی صفر است که به این معناست که ولتاژ خروجی مستقل از جریان بار باقی میماند. نمونههایی از آن عبارتند از سلولها، باتریها و ژنراتورها.
منبع جریان عملی
یک منبع جریان عملی شامل یک منبع جریان ایدهآل در موازی با یک مقاومت داخلی (یا امپدانس) است. برای یک منبع جریان ایدهآل، این امپدانس موازی بینهایت است که اطمینان میدهد جریان خروجی مستقل از ولتاژ بار باقی بماند. دستگاههای نیمهرسانا مانند ترانزیستورها غالباً به عنوان منابع جریان مدلسازی میشوند. خروجیهای منابع ولتاژ DC یا AC به ترتیب به عنوان منابع جریان مستقیم یا متناوب شناخته میشوند.
تبدیلپذیری متقابل
منابع ولتاژ و جریان از طریق تبدیل منبع به هم تبدیلپذیر هستند. برای نشان دادن این موضوع، مدار زیر را در نظر بگیرید:
شکل A یک منبع ولتاژ عملی در سری با یک مقاومت داخلی rv را نشان میدهد، در حالی که شکل B یک منبع جریان عملی با یک مقاومت داخلی موازی ri را نمایش میدهد.
برای منبع ولتاژ عملی، جریان بار توسط معادله زیر تعیین میشود:
که در آن،
iLv جریان بار برای منبع ولتاژ عملی است
V ولتاژ است
rv مقاومت داخلی منبع ولتاژ است
rL مقاومت بار است
فرض میشود که یک مقاومت بار rL به طرفین x-y متصل است. به طور مشابه، برای منبع جریان عملی، جریان بار توسط معادله زیر تعیین میشود:
iLi جریان بار برای منبع جریان عملی است
I جریان است
ri مقاومت داخلی منبع جریان است
rL مقاومت بار متصل به طرفین x-y در شکل B است
دو منبع هنگامی یکسان میشوند که ما معادلات (1) و (2) را برابر قرار دهیم
با این حال، برای منبع جریان، وقتی طرفین x-y باز هستند (بدون بار متصل)، ولتاژ طرفین x-y V = I ×ri است. بنابراین، ما به دست میآوریم:
بنابراین، برای هر منبع ولتاژ عملی با یک ولتاژ ایدهآل V و مقاومت داخلی rv، منبع ولتاژ میتواند با یک منبع جریان I با مقاومت داخلی در موازی با منبع جریان جایگزین شود.
تبدیل منبع: تبدیل منبع ولتاژ به منبع جریان
وقتی یک منبع ولتاژ در سری با یک مقاومت قرار دارد و نیاز به تبدیل به یک منبع جریان دارد، مقاومت در موازی با منبع جریان قرار میگیرد، همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است. در اینجا، مقدار منبع جریان توسط:R
در نمودار مدار بالا، یک منبع جریان در موازی با یک مقاومت میتواند به یک منبع ولتاژ تبدیل شود با قرار دادن مقاومت در سری با منبع ولتاژ. در اینجا، مقدار منبع ولتاژ توسط:Vs = Is × R تعیین میشود.
