Forrásátalakítási Technika
Mi a forrásátalakítás?
Egy elektromos forrásátalakítás (vagy csak "forrásátalakítás") egy módszer, amellyel áramkörök egyszerűsíthetők, ahol egy feszültségforrást cserélnek ki egy vele ekvivalens áramerősségforrással, vagy fordítva. A forrásátalakításokat a Thévenin tétellel és a Norton tétellel hajtják végre.
A forrásátalakítás olyan technika, amelyet elektromos áramkörök egyszerűsítésére használnak.
Példával illusztráljuk, hogyan történik ez.
Vegyünk egy egyszerű feszültségforrást, amelyhez sorban kapcsolunk egy ellenállást.
Ez az ellenállás általában a gyakorlati feszültségforrás belső ellenállását jelöli.
Most rövidítsük kettőssé a feszültségforrás kimeneti végpontjait, ahogy az alább látható,
Most alkalmazzuk a Kirchhoff-féle feszültség törvényt a fenti áramkörben, és kapjuk:
Ahol I a áramerősség, amelyet a feszültségforrás szolgáltat, amikor rövidítve van.
Most vegyünk egy áramerősségforrást ugyanolyan I értékkel, amely ugyanolyan nyitott kör feszültséget produkál a nyitott végpontjaiban, mint a következő ábrán látható:
Most alkalmazzuk a Kirchhoff-féle áramerősség törvényét a fenti áramkör 1-es csomópontján, és kapjuk:
(i) és (ii) egyenletből kapjuk:
Mindkét forrás nyitott kör feszültsége V, és mindkét forrás rövidzárt áramerőssége I. Ugyanaz a sorban kapcsolt ellenállás a feszültségforrásban párhuzamosan kapcsolódik az ekvivalens áramerősségforrásban.
Tehát ezek a feszültségforrás és áramerősségforrás ekvivalensek egymással.
Az áramerősségforrás a feszültségforrás duálisa, és a feszültségforrás az áramerősségforrás duálisa.
Egy feszültségforrás átalakítható egy ekvivalens áramerősségforrássá, és egy áramerősségforrás is átalakítható egy ekvivalens feszültségforrássá.
Feszültségforrás átalakítása áramerősségforrássá
Tegyük fel, hogy van egy feszültségforrás V feszültséggel és r belső ellenállással. Ez az ellenállás sorban kapcsolódik. A forrás által szolgáltált áramerősség a következőképpen számítható, ha a forrás végpontjai rövidítve vannak:
Ez az áramerősség szolgáltatja az ekvivalens áramerősségforrást, és ugyanaz az r ellenállás lesz a forrás mellé kapcsolva. A feszültségforrás átalakítása áramerősségforrássá a következő ábrán látható.
Áramerősségforrás átalakítása feszültségforrássá
Hasonlóképpen, tegyük fel, hogy van egy áramerősségforrás I értékkel és r belső ellenállással. Most, az Ohm törvénye szerint a forrásra eső feszültség a következőképpen számítható:
