Što je transformacija izvora?
Transformacija izvora
Transformacija izvora odnosi se na zamjenu jednog tipa električnog izvora s ekvivalentnom alternativom. Praktični naponski izvor može se pretvoriti u ekvivalentni praktični strujni izvor i obrnuto.
Praktični naponski izvor
Praktični naponski izvor sastoji se od idealnog naponskog izvora u seriji s unutarnjim otporom (ili impedancijom, za AC krugove). Za idealni naponski izvor, ova unutarnja impedanca je nula, što znači da izlazni napon ostaje konstantan bez obzira na struju opterećenja. Primjeri uključuju čelice, baterije i generatori.
Praktični strujni izvor
Praktični strujni izvor sastoji se od idealnog strujnog izvora u paraleli s unutarnjim otporom (ili impedancijom). Za idealni strujni izvor, ova paralelna impedanca je beskonačna, osiguravajući da izlazna struja ostane konstantna neovisno o naponu opterećenja. Poluprovodni uređaji poput tranzistora često se modeliraju kao strujni izvori. Izlazi iz DC ili AC naponskih izvora nazivaju se redom izvorima jednosmjernog ili izmjeničnog toka.
Mutualna transformabilnost
Naponski i strujni izvori su međusobno transformabilni putem transformacije izvora. Kao ilustracija, promotrimo sljedeći krug:
Slika A prikazuje praktični naponski izvor u seriji s unutarnjim otporom rv, dok Slika B prikazuje praktični strujni izvor s paralelnim unutarnjim otporom ri.
Za praktični naponski izvor, struja opterećenja dana je jednadžbom:
Gdje,
iLv je struja opterećenja za praktični naponski izvor
V je napon
rv je unutarnji otpor naponskog izvora
rL je otpor opterećenja
Pretpostavlja se da je otpor opterećenja rL spojen na terminalima x-y. Slično tome, za praktični strujni izvor, struja opterećenja dana je sljedećom jednadžbom:
iLi je struja opterećenja za praktični strujni izvor
I je struja
ri je unutarnji otpor strujnog izvora
rL je otpor opterećenja spojen na terminalima x-y na slici B
Dva izvora postaju identični kada jednadžbu (1) usporedimo s jednadžbom (2)
Međutim, za strujni izvor, kada su terminali x-y otvoreni (bez opterećenja), napon na terminalima x-y je V = I ×ri. Stoga dobivamo:
Stoga, za bilo koji praktični naponski izvor s idealnim naponom V i unutarnjim otporom rv, naponski izvor može se zamijeniti strujnim izvorom I s unutarnjim otporom spojenim u paralelu s strujnim izvorom.
Transformacija izvora: Pretvorba naponskog izvora u strujni izvor
Kada je naponski izvor u seriji s otporom i treba ga pretvoriti u strujni izvor, otpor se povezuje u paralelu s strujnim izvorom, kao što je prikazano na gornjoj slici. Ovdje, vrijednost strujnog izvora dana je sa:R
Na gornjem shemi kruga, strujni izvor spojen u paralelu s otporom može se pretvoriti u naponski izvor tako što se otpor poveže u seriju s naponskim izvorom. Ovdje, vrijednost naponskog izvora dana je sa:Vs = Is × R
