Brontransformatietechniek
Wat is een brontransformatie?
Een elektrische brontransformatie (of gewoon "brontransformatie") is een methode om circuits te vereenvoudigen door een spanningsbron te vervangen door zijn equivalente stroombron, of een stroombron door zijn equivalente spanningsbron. Brontransformaties worden uitgevoerd met behulp van de Thévenin-stelling en de Norton-stelling.
Brontransformatie is een techniek die wordt gebruikt om een elektrisch circuit te vereenvoudigen.
We zullen illustreren hoe dit wordt gedaan met een voorbeeld.
Laten we een eenvoudige spanningsbron nemen, samen met een serie aangesloten weerstand.
Deze serie-weerstand vertegenwoordigt normaal gesproken de interne weerstand van een praktische spanningsbron.
Nu laten we de uitgangsterminals van het spanningsbroncircuit kortsluiten, zoals hieronder getoond,
Nu passen we de Kirchhoff Spanningswet toe in het bovenstaande circuit, waardoor we krijgen,
Waarbij I de stroom is die wordt geleverd door de spanningsbron wanneer deze wordt kortgesloten.
Laten we nu een stroombron nemen met dezelfde stroom I, die dezelfde open-circuit spanning produceert op zijn open terminals, zoals hieronder getoond,
Nu passen we de Kirchhoff Stromingswet toe op knooppunt 1 van het bovenstaande circuit, waardoor we krijgen,
Uit vergelijking (i) en (ii) krijgen we,
De open-circuit spanning van beide bronnen is V en de kortsluitstroom van beide bronnen is I. Dezelfde serie aangesloten weerstand in de spanningsbron is parallel verbonden in de equivalente stroombron.
Dus, deze spanningsbron en stroombron zijn equivalent aan elkaar.
Een stroombron is de duale vorm van een spanningsbron en een spanningsbron is de duale vorm van een stroombron.
Een spanningsbron kan worden omgezet in een equivalente stroombron en een stroombron kan ook worden omgezet in een equivalente spanningsbron.
Omvorming van spanningsbron naar stroombron
Stel een spanningsbron voor met terminalespanning V en interne weerstand r. Deze weerstand is in serie. De stroom die door de bron wordt geleverd, is gelijk aan:
wanneer de terminales van de bron worden kortgesloten.
Deze stroom wordt geleverd door de equivalente stroombron en dezelfde weerstand r zal over de bron worden aangesloten. De omvorming van spanningsbron naar stroombron wordt getoond in de volgende figuur.
Omvorming van stroombron naar spanningsbron
Analoog, stel een stroombron voor met waarde I en interne weerstand r. Volgens de Ohm's wet, kan de spanning over de bron worden berekend als
Dus, de spanning die verschijnt over de bron, wanneer de terminales open zijn, is V.
