Что такое преобразование источника?
Источник преобразования
Преобразование источника означает замену одного типа электрического источника эквивалентной альтернативой. Практический источник напряжения можно преобразовать в эквивалентный практический источник тока и наоборот.
Практический источник напряжения
Практический источник напряжения состоит из идеального источника напряжения, соединенного последовательно с внутренним сопротивлением (или импедансом для цепей переменного тока). Для идеального источника напряжения это внутреннее сопротивление равно нулю, что означает, что выходное напряжение остается постоянным независимо от величины нагрузочного тока. Примеры включают элементы питания, аккумуляторы и генераторы.
Практический источник тока
Практический источник тока состоит из идеального источника тока, соединенного параллельно с внутренним сопротивлением (или импедансом). Для идеального источника тока это параллельное сопротивление бесконечно, что обеспечивает постоянство выходного тока независимо от величины напряжения нагрузки. Полупроводниковые устройства, такие как транзисторы, часто моделируются как источники тока. Выходы источников постоянного или переменного напряжения соответственно называются источниками постоянного или переменного тока.
Взаимная преобразуемость
Источники напряжения и тока взаимно преобразуемы через преобразование источника. Для иллюстрации рассмотрим следующую схему:
Рисунок A показывает практический источник напряжения, соединенный последовательно с внутренним сопротивлением rv, в то время как рисунок B изображает практический источник тока с параллельным внутренним сопротивлением ri.
Для практического источника напряжения, ток нагрузки определяется уравнением:
Где,
iLv — ток нагрузки для практического источника напряжения
V — напряжение
rv — внутреннее сопротивление источника напряжения
rL — сопротивление нагрузки
Предполагается, что сопротивление нагрузки rL подключено к терминалам x-y. Аналогично, для практического источника тока, ток нагрузки определяется следующим образом:
iLi — ток нагрузки для практического источника тока
I — ток
ri — внутреннее сопротивление источника тока
rL — сопротивление нагрузки, подключенное к терминалам x-y на рисунке B
Два источника становятся идентичными, когда мы приравниваем уравнение (1) и уравнение (2)
Однако, для источника тока, когда терминалы x-y открыты (нет подключенной нагрузки), напряжение на терминалах x-y равно V = I ×ri. Следовательно, мы получаем:
Следовательно, для любого практического источника напряжения с идеальным напряжением V и внутренним сопротивлением rv, источник напряжения может быть заменен источником тока I с внутренним сопротивлением, соединенным параллельно с источником тока.
Преобразование источника: преобразование источника напряжения в источник тока
Когда источник напряжения соединен последовательно с сопротивлением и необходимо преобразовать его в источник тока, сопротивление соединяется параллельно с источником тока, как показано на рисунке выше. Здесь значение источника тока определяется по формуле:R
На схеме выше, источник тока, соединенный параллельно с сопротивлением, может быть преобразован в источник напряжения, поместив сопротивление в последовательность с источником напряжения. Здесь значение источника напряжения определяется по формуле:Vs = Is × R
