Transformação de Fonte
A transformação de fonte refere-se à substituição de um tipo de fonte elétrica por uma alternativa equivalente. Uma fonte de tensão prática pode ser convertida em uma fonte de corrente prática equivalente e vice-versa.
Fonte de Tensão Prática
Uma fonte de tensão prática consiste em uma fonte de tensão ideal em série com uma resistência interna (ou impedância, para circuitos CA). Para uma fonte de tensão ideal, essa impedância interna é zero, o que significa que a tensão de saída permanece constante, independentemente da corrente de carga. Exemplos incluem pilhas, baterias e geradores.
Fonte de Corrente Prática
Uma fonte de corrente prática compreende uma fonte de corrente ideal em paralelo com uma resistência interna (ou impedância). Para uma fonte de corrente ideal, essa impedância paralela é infinita, garantindo que a corrente de saída permaneça constante, independentemente da tensão de carga. Dispositivos semicondutores como transistores são frequentemente modelados como fontes de corrente. As saídas de fontes de tensão CC ou CA são referidas como fontes de corrente contínua ou alternada, respectivamente.
Mutualidade na Transformação
As fontes de tensão e corrente são mutuamente transformáveis através da transformação de fonte. Para ilustrar, considere o circuito abaixo:
A Figura A mostra uma fonte de tensão prática em série com uma resistência interna rv, enquanto a Figura B representa uma fonte de corrente prática com uma resistência interna paralela ri.
Para a fonte de tensão prática, a corrente de carga é dada pela equação:
Onde,
iLv é a corrente de carga para a fonte de tensão prática
V é a tensão
rv é a resistência interna da fonte de tensão
rL é a resistência de carga
Assume-se que uma resistência de carga rL está conectada entre os terminais x-y. Da mesma forma, para a fonte de corrente prática, a corrente de carga é dada por:
iLi é a corrente de carga para a fonte de corrente prática
I é a corrente
ri é a resistência interna da fonte de corrente
rL é a resistência de carga conectada entre os terminais x-y na figura B
Duas fontes se tornam idênticas quando equacionamos a equação (1) e a equação (2)
No entanto, para a fonte de corrente, quando os terminais x-y estão abertos (sem carga conectada), a tensão terminal em x-y é V = I ×ri. Portanto, obtemos:
Portanto, para qualquer fonte de tensão prática com uma tensão ideal V e resistência interna rv, a fonte de tensão pode ser substituída por uma fonte de corrente I com a resistência interna conectada em paralelo com a fonte de corrente.
Transformação de Fonte: Conversão de Fonte de Tensão em Fonte de Corrente
Quando uma fonte de tensão está em série com uma resistência e precisa ser convertida em uma fonte de corrente, a resistência é conectada em paralelo com a fonte de corrente, conforme ilustrado na figura acima. Aqui, o valor da fonte de corrente é dado por:
No diagrama do circuito acima, uma fonte de corrente conectada em paralelo com uma resistência pode ser transformada em uma fonte de tensão colocando a resistência em série com a fonte de tensão. Aqui, o valor da fonte de tensão é dado por:Vs = Is × R
