Biến đổi nguồn
Biến đổi nguồn đề cập đến việc thay thế một loại nguồn điện bằng một nguồn tương đương khác. Một nguồn điện áp thực tế có thể được chuyển đổi thành một nguồn dòng điện thực tế tương đương, và ngược lại.
Nguồn điện áp thực tế
Một nguồn điện áp thực tế bao gồm một nguồn điện áp lý tưởng nối tiếp với một điện trở nội (hoặc trở kháng, đối với mạch AC). Đối với nguồn điện áp lý tưởng, điện trở nội này là không, nghĩa là điện áp đầu ra vẫn giữ nguyên bất kể dòng điện tải. Các ví dụ bao gồm pin, ắc quy và máy phát điện.
Nguồn dòng điện thực tế
Một nguồn dòng điện thực tế bao gồm một nguồn dòng điện lý tưởng song song với một điện trở nội (hoặc trở kháng). Đối với nguồn dòng điện lý tưởng, điện trở nội này là vô cùng, đảm bảo rằng dòng điện đầu ra vẫn giữ nguyên bất kể điện áp tải. Các thiết bị bán dẫn như transistor thường được mô hình hóa như nguồn dòng điện. Đầu ra từ nguồn điện áp DC hoặc AC được gọi là nguồn dòng điện trực tiếp hoặc xoay chiều, tương ứng.
Tính khả biến lẫn nhau
Nguồn điện áp và nguồn dòng điện có thể biến đổi lẫn nhau thông qua biến đổi nguồn. Để minh họa, hãy xem xét mạch dưới đây:
Hình A cho thấy một nguồn điện áp thực tế nối tiếp với một điện trở nội rv, trong khi Hình B mô tả một nguồn dòng điện thực tế với một điện trở nội song song ri.
Đối với nguồn điện áp thực tế, dòng điện tải được tính bởi phương trình:
Trong đó,
iLv là dòng điện tải cho nguồn điện áp thực tế
V là điện áp
rv là điện trở nội của nguồn điện áp
rL là điện trở tải
Giả sử một điện trở tải rL được kết nối giữa các đầu cuối x-y. Tương tự, đối với nguồn dòng điện thực tế, dòng điện tải được tính bởi:
iLi là dòng điện tải cho nguồn dòng điện thực tế
I là dòng điện
ri là điện trở nội của nguồn dòng điện
rL là điện trở tải được kết nối giữa các đầu cuối x-y trong Hình B
Hai nguồn trở nên giống hệt nhau khi chúng ta đặt phương trình (1) và phương trình (2) bằng nhau
Tuy nhiên, đối với nguồn dòng điện, khi các đầu cuối x-y mở (không có tải kết nối), điện áp đầu cuối tại x-y là V = I ×ri. Do đó, chúng ta thu được:
Do đó, đối với bất kỳ nguồn điện áp thực tế nào với điện áp lý tưởng V và điện trở nội rv, nguồn điện áp có thể được thay thế bằng một nguồn dòng điện I với điện trở nội được kết nối song song với nguồn dòng điện.
Biến đổi nguồn: Chuyển đổi nguồn điện áp thành nguồn dòng điện
Khi một nguồn điện áp được nối tiếp với một điện trở và cần được chuyển đổi thành nguồn dòng điện, điện trở được kết nối song song với nguồn dòng điện, như được minh họa trong hình trên. Ở đây, giá trị của nguồn dòng điện được tính bởi:
Trong sơ đồ mạch trên, một nguồn dòng điện được kết nối song song với một điện trở có thể được biến đổi thành nguồn điện áp bằng cách đặt điện trở nối tiếp với nguồn điện áp. Ở đây, giá trị của nguồn điện áp được tính bởi:Vs = Is × R
