Vad är källomvandling?
Källomvandling
Källomvandling hänvisar till att ersätta en typ av elektrisk källa med en ekvivalent alternativ. En praktisk spänningskälla kan omvandlas till en ekvivalent praktisk strömkälla, och vice versa.
Praktisk Spänningskälla
En praktisk spänningskälla består av en ideal spänningskälla i serie med en intern motstånd (eller impedans, för växelströmskretsar). För en ideal spänningskälla är denna interna impedans noll, vilket betyder att utgångsspänningen förblir konstant oavsett belastningsströmmen. Exempel inkluderar celler, batterier och generatorer.
Praktisk Strömkälla
En praktisk strömkälla består av en ideal strömkälla parallellt med ett internt motstånd (eller impedans). För en ideal strömkälla är denna parallella impedans oändlig, vilket säkerställer att utgångsströmmen förblir konstant oavsett belastningsspänningen. Halvledare som transistorer modelleras ofta som strömkällor. Utgångar från lik- eller växelströmskällor refereras till som lik- respektive växelströmskällor.
Mutuell Omvandlighet
Spännings- och strömkällor är mutuellt omvandelbara genom källomvandling. För att illustrera, överväg följande krets:
Figur A visar en praktisk spänningskälla i serie med ett internt motstånd rv, medan figur B visar en praktisk strömkälla med ett parallellt internt motstånd ri.
För den praktiska spänningskällan ges belastningsströmmen av ekvationen:
Där,
iLv är belastningsströmmen för den praktiska spänningskällan
V är spänningen
rv är det interna motståndet hos spänningskällan
rL är belastningsmotståndet
Det antas att ett belastningsmotstånd rL är anslutet mellan terminalerna x-y. På samma sätt ges belastningsströmmen för den praktiska strömkällan av:
iLi är belastningsströmmen för den praktiska strömkällan
I är strömmen
ri är det interna motståndet hos strömkällan
rL är belastningsmotståndet anslutet mellan terminalerna x-y i figur B
De två källorna blir identiska när vi jämför ekvation (1) och ekvation (2)
Men för strömkällan, när terminalerna x-y är öppna (ingen belastning ansluten), är terminalspänningen vid x-y V = I ×ri. Därför får vi:
Därför kan en praktisk spänningskälla med en ideal spänning V och internt motstånd rv ersättas av en strömkälla I med det interna motståndet anslutet parallellt med strömkällan.
Källomvandling: Omvandling av Spänningskälla till Strömkälla
När en spänningskälla är i serie med ett motstånd och behöver omvandlas till en strömkälla, ansluts motståndet parallellt med strömkällan, som illustreras i figuren ovan. Här ges strömkällans värde av:R
I kretsschemat ovan kan en strömkälla ansluten parallellt med ett motstånd omvandlas till en spänningskälla genom att placera motståndet i serie med spänningskällan. Här ges spänningskällans värde av:Vs = Is × R
