چه چیزی تبدیل منبع است
تبدیل منبع
تبدیل منبع به معنای جایگزینی نوعی از منبع الکتریکی با یک جایگزین همارز است. یک منبع ولتاژ عملی میتواند به یک منبع جریان عملی همارز تبدیل شود و بالعکس.
منبع ولتاژ عملی
یک منبع ولتاژ عملی شامل یک منبع ولتاژ ایدهآل در سری با مقاومت داخلی (یا امپدانس، برای مدارهای AC) است. برای یک منبع ولتاژ ایدهآل، این امپدانس داخلی صفر است که به این معنی است 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 مقاومت داخلی (یا امپدانس) است. برای یک منبع جریان ایدهآل، این امپدانس موازی بینهایت است که مطمئن میشود جریان خروجی مستقل از ولتاژ بار باقی میماند. 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 اشاره میشود.
قابلیت تبدیل متقابل
منابع ولتاژ و جریان از طریق تبدیل منبع قابل تبدیل به یکدیگر هستند. به عنوان مثال، مدار زیر را در نظر بگیرید:
شکل A یک منبع ولتاژ عملی در سری با مقاومت داخلی rv را نشان میدهد، در حالی که شکل B یک منبع جریان عملی با مقاومت داخلی موازی ri را نشان میدهد.
برای منبع ولتاژ عملی، جریان بار با استفاده از 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 مقاومت بار rL به دو سر x-y متصل است. به طور مشابه، برای منبع جریان عملی، جریان بار با استفاده از معادله زیر تعیین میشود:
iLi جریان بار برای منبع جریان عملی است
I جریان است
ri مقاومت داخلی منبع جریان است
rL مقاومت بار است که به دو سر x-y در شکل B متصل است
دو منبع زمانی یکسان میشوند که معادله (1) و معادله (2) با یکدیگر برابر شوند
با این حال، برای منبع جریان، زمانی که دو سر x-y باز هستند (بدون بار متصل)، ولتاژ دو سر x-y V = I ×ri است. بنابراین، ما به دست میآوریم:
بنابراین، برای هر منبع ولتاژ عملی با ولتاژ ایدهآل V و مقاومت داخلی rv، منبع ولتاژ میتواند با یک منبع جریان I با مقاومت داخلی 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 منبع جریان دارد، مقاومت در موازی با منبع جریان قرار میگیرد، مانند آنچه در شکل بالا نشان داده شده است. در اینجا، مقدار منبع جریان با استفاده از فرمول زیر تعیین میشود:R
در نمودار مدار بالا، یک منبع جریان که در موازی با یک مقاومت قرار دارد میتواند با قرار دادن مقاومت در سری با منبع ولتاژ به یک منبع ولتاژ تبدیل شود. در اینجا، مقدار منبع ولتاژ با استفاده از فرمول زیر تعیین میشود:Vs = Is × R
