Technika transformacji źródła

Co to jest transformacja źródła?

Transformacja źródła elektrycznego (lub po prostu „transformacja źródła”) to metoda upraszczania obwodów poprzez zastępowanie źródła napięciowego jego równoważnym źródłem prądowym, lub źródła prądowego jego równoważnym źródłem napięciowym. Transformacje źródeł są realizowane za pomocą twierdzenia Thévenina i twierdzenia Nortona.

Transformacja źródła to technika używana do uproszczenia obwodu elektrycznego.

Pokażemy, jak to jest robione na przykładzie.

Weźmy proste źródło napięciowe wraz z oporem podłączonym szeregowo do niego.

Ten opór szeregowy zwykle reprezentuje opór wewnętrzny praktycznego źródła napięciowego.

Teraz, połączmy wyjściowe terminale obwodu źródła napięciowego krótkim przewodem, jak pokazano poniżej,

Teraz, stosując Prawo Kirchhoffa dla napięć w powyższym obwodzie otrzymujemy,

Gdzie I to prąd dostarczany przez źródło napięciowe, gdy jest ono skrócone.

Teraz, weźmy źródło prądowe o tym samym prądzie I, które generuje takie samo otwarte napięcie napięcia na swoich otwartych terminalach, jak pokazano poniżej,

Teraz, stosując Prawo Kirchhoffa dla prądów w węźle 1, powyższego obwodu, otrzymujemy,

Z równań (i) i (ii) otrzymujemy,

Otwarte napięcie obu źródeł wynosi V, a prąd przy krótkim przewodzie obu źródeł wynosi I. Ta sama opór podłączony szeregowo w źródle napięciowym jest podłączony równolegle w jego równoważnym źródle prądowym.

Więc, te źródło napięciowe i źródło prądowe są równoważne sobie nawzajem.

Źródło prądowe jest formą dualną źródła napięciowego, a źródło napięciowe jest formą dualną źródła prądowego.

Źródło napięciowe może być przekonwertowane na równoważne źródło prądowe, a źródło prądowe może być również przekonwertowane na równoważne źródło napięciowe.

Konwersja źródła napięciowego na źródło prądowe

Załóżmy, że mamy źródło napięciowe o napięciu V i wewnętrznym oporze r. Ten opór jest podłączony szeregowo. Prąd dostarczany przez źródło wynosi:

gdy terminale źródła są skrócone.

Ten prąd jest dostarczany przez równoważne źródło prądowe, a ten sam opór r jest podłączony do źródła. Konwersja źródła napięciowego na źródło prądowe jest pokazana na poniższym rysunku.

Konwersja źródła prądowego na źródło napięciowe

Podobnie, załóżmy, że mamy źródło prądowe o wartości I i wewnętrznym oporze r. Teraz, zgodnie z Prawem Ohma, napięcie na źródle można obliczyć jako

Stąd, napięcie pojawiające się na źródle,