Transformación da fonte
A transformación da fonte refírese á substitución dun tipo de fonte eléctrica por unha alternativa equivalente. Unha fonte de voltaxe práctica pode converterse nunha fonte de corrente práctica equivalente e viceversa.
Fonte de voltaxe práctica
Unha fonte de voltaxe práctica consiste nunha fonte de voltaxe ideal en serie cunha resistencia interna (ou impedancia, para circuitos AC). Para unha fonte de voltaxe ideal, esta impedancia interna é cero, o que significa que a tensión de saída permanece constante independentemente da corrente de carga. Exemplos inclúen células, baterías e xeradores.
Fonte de corrente práctica
Unha fonte de corrente práctica compónse dunha fonte de corrente ideal en paralelo cunha resistencia interna (ou impedancia). Para unha fonte de corrente ideal, esta impedancia en paralelo é infinita, asegurando que a corrente de saída permanece constante independentemente da tensión de carga. Os dispositivos semiconductores como os transistores adoitan modelarse como fuentes de corrente. As saídas das fuentes de voltaxe DC ou AC denomínanse fuentes de corrente directa ou alternada, respectivamente.
Transformabilidade mutua
As fuentes de voltaxe e corrente son mutuamente transformables a través da transformación da fonte. Para ilustrar, considérese o circuito a continuación:
A figura A mostra unha fonte de voltaxe práctica en serie cunha resistencia interna rv, mentres que a figura B representa unha fonte de corrente práctica cunha resistencia interna en paralelo ri.
Para a fonte de voltaxe práctica, a corrente de carga dáselle pola ecuación:
Onde,
iLv é a corrente de carga para a fonte de voltaxe práctica
V é a tensión
rv é a resistencia interna da fonte de voltaxe
rL é a resistencia de carga
Supóñese que está conectada unha resistencia de carga rL entre os terminais x-y. De maneira similar, para a fonte de corrente práctica, a corrente de carga dáselle por:
iLi é a corrente de carga para a fonte de corrente práctica
I é a corrente
ri é a resistencia interna da fonte de corrente
rL é a resistencia de carga conectada entre os terminais x-y na figura B
As dúas fuentes son idénticas, cando equilibramos a ecuación (1) coa ecuación (2)
No entanto, para a fonte de corrente, cando os terminais x-y están abertos (sen carga conectada), a tensión terminal en x-y é V = I ×ri. Polo tanto, obtemos:
Polo tanto, para calquera fonte de voltaxe práctica con unha tensión ideal V e resistencia interna rv, a fonte de voltaxe pode substituírse por unha fonte de corrente I coa resistencia conectada en paralelo coa fonte de corrente.
Transformación da fonte: Conversión de fonte de voltaxe en fonte de corrente
Cando unha fonte de voltaxe está en serie cunha resistencia e precisa ser convertida nunha fonte de corrente, a resistencia conectase en paralelo coa fonte de corrente, como se ilustra na figura superior. Aquí, o valor da fonte de corrente dáselle por:R
No diagrama de circuito superior, unha fonte de corrente conectada en paralelo cunha resistencia pode transformarse nunha fonte de voltaxe colocando a resistencia en serie coa fonte de voltaxe. Aquí, o valor da fonte de voltaxe dáselle por:Vs = Is × R
