Що таке перетворення джерела
Перетворення джерел
Перетворення джерел відноситься до заміни одного типу електричного джерела на еквівалентну альтернативу. Практичне напругове джерело можна перетворити на еквівалентне практичне струмове джерело і навпаки.
Практичне напругове джерело
Практичне напругове джерело складається з ідеального напругового джерела, що поєднане послідовно з внутрішнім опором (або імпедансом, для коли змінного струму). Для ідеального напругового джерела цей внутрішній імпеданс дорівнює нулю, що означає, що вихідна напруга залишається сталою незалежно від струму навантаження. Прикладами є елементи живлення, акумулятори та генератори.
Практичне струмове джерело
Практичне струмове джерело складається з ідеального струмового джерела, що поєднане паралельно з внутрішнім опором (або імпедансом). Для ідеального струмового джерела цей паралельний імпеданс є нескінченним, що забезпечує сталість вихідного струму незалежно від напруги навантаження. Полупровідникові прилади, такі як транзистори, часто моделюються як струмові джерела. Вихідні дані від джерел струму постійного або змінного струму відповідно називаються джерелами постійного або змінного струму.
Взаємна перетворюваність
Напругові та струмові джерела взаємно перетворювані через перетворення джерел. Наприклад, розгляньте нижче наведений контур:
Рисунок A показує практичне напругове джерело, що поєднане послідовно з внутрішнім опором rv, тоді як Рисунок B зображує практичне струмове джерело з паралельним внутрішнім опором ri.
Для практичного напругового джерела струм навантаження задається рівнянням:
Де,
iLv — струм навантаження для практичного напругового джерела
V — напруга
rv — внутрішній опір напругового джерела
rL — опір навантаження
Припускається, що опір навантаження rL підключено між кінцями x-y. Аналогічно, для практичного струмового джерела струм навантаження задається таким чином:
iLi — струм навантаження для практичного струмового джерела
I — струм
ri — внутрішній опір струмового джерела
rL — опір навантаження, підключений між кінцями x-y на рисунку B
Два джерела стають ідентичними, коли ми прирівнюємо рівняння (1) і рівняння (2)
Однак, для струмового джерела, коли кінці x-y відкриті (немає підключеного навантаження), напруга на кінцях x-y становить V = I ×ri. Тому ми отримуємо:
Тому, для будь-якого практичного напругового джерела з ідеальною напругою V і внутрішнім опором rv, напругове джерело можна замінити струмовим джерелом I з внутрішнім опором, який поєднаний паралельно зі струмовим джерелом.
Перетворення джерел: Перетворення напругового джерела в струмове джерело
Коли напругове джерело поєднане послідовно з опором і потрібно його перетворити в струмове джерело, опір поєднується паралельно зі струмовим джерелом, як показано на верхньому рисунку. Тут значення струмового джерела задається:R
На схемі вище, струмове джерело, поєднане паралельно з опором, можна перетворити в напругове джерело, помістивши опір послідовно з напруговим джерелом. Тут значення напругового джерела задається:Vs = Is × R
