Forrás transzformáció
A forrás transzformáció azt jelenti, hogy egy típusú elektromos forrást egy ekvivalens alternatívával helyettesítünk. Egy gyakorlati feszültségforrás átalakítható egy ekvivalens gyakorlati áramerősségforrássá, és fordítva.
Gyakorlati feszültségforrás
Egy gyakorlati feszültségforrás egy ideális feszültségforrást tartalmaz sorba kapcsolva egy belső ellenállással (vagy impedanciával, villamos áramkörök esetén). Az ideális feszültségforrásnál ez a belső impedancia nulla, ami azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség állandón marad a terhelési áramtól függetlenül. Példák erre a cellák, akkumulátorok és generátorok.
Gyakorlati áramerősségforrás
Egy gyakorlati áramerősségforrás egy ideális áramerősségforrást tartalmaz párhuzamosan egy belső ellenállással (vagy impedanciával). Az ideális áramerősségforrásnál ez a párhuzamos impedancia végtelen, ami biztosítja, hogy a kimeneti áramerősség állandón maradjon a terhelési feszültségtől függetlenül. A tranzisztorokhoz hasonló szemiconduktori eszközöket gyakran áramerősségforrásként modelleznek. A DC vagy AC feszültségforrások kimeneteit rendre egyenes vagy váltakozó áramerősségforrásként hivatkozzák.
Közös átalakíthatóság
A feszültség- és áramerősségforrások között kölcsönösen átalakíthatóak a forrás transzformáció segítségével. Mutassunk példát a következő áramkörre:
Az A ábra egy gyakorlati feszültségforrást mutat sorba kapcsolva egy belső ellenállással rv, míg a B ábra egy gyakorlati áramerősségforrást mutat párhuzamosan egy belső ellenállással ri.
A gyakorlati feszültségforrás esetén a terhelési áram az alábbi egyenlettel adható meg:
Ahol,
iLv a gyakorlati feszültségforrás terhelési árama
V a feszültség
rv a feszültségforrás belső ellenállása
rL a terhelési ellenállás
Tegyük fel, hogy egy rL terhelési ellenállás csatlakoztatva van az x-y terminálakhoz. Hasonlóképpen, a gyakorlati áramerősségforrás esetén a terhelési áram a következőképpen adódik:
iLi a gyakorlati áramerősségforrás terhelési árama
I az áramerősség
ri az áramerősségforrás belső ellenállása
rL a terhelési ellenállás, amely csatlakoztatva van az x-y terminálakhoz a B ábrán
A két forrás azonos lesz, ha megfeleltetjük egymással az (1) és (2) egyenleteket.
Azonban, ha az áramerősségforrás esetén az x-y terminálak nyitottak (nincs csatlakoztatva terhelés), az x-y terminálakon mért feszültség V = I ×ri. Így kapjuk:
Tehát bármilyen gyakorlati feszültségforrás, amelynek ideális feszültsége V és belső ellenállása rv, lecserélhető egy I áramerősségforrással, amelynek a belső ellenállása párhuzamosan kapcsolódik az áramerősségforrással.
Forrás transzformáció: Feszültségforrás átalakítása áramerősségforrássá
Ha egy feszültségforrás sorba kapcsolva van egy ellenállással, és átalakítani szeretnénk egy áramerősségforrássá, az ellenállást párhuzamosan kell kapcsolni az áramerősségforrással, ahogy az fenti ábra mutatja. Itt az áramerősségforrás értéke a következőképpen adódik:R
A fenti áramkörben, ahol egy áramerősségforrás párhuzamosan kapcsolódik egy ellenállással, ezt átalakíthatjuk egy feszültségforrássá, ha az ellenállást sorba kapcsoljuk a feszültségforrással. Itt a feszültségforrás értéke a következőképpen adódik:Vs = Is × R
