Teoria sieci - elementy aktywne
Active Elementsto elementy sieci, które dostarczają energię do innych elementów obecnych w obwodzie elektrycznym. Tak więc elementy aktywne są również nazywane źródłami napięcia lub prądu. Możemy podzielić te źródła na następujące dwie kategorie -
- Niezależne źródła
- Zależne źródła
Niezależne źródła
Jak sama nazwa wskazuje, niezależne źródła wytwarzają stałe wartości napięcia lub prądu, które nie są zależne od żadnego innego parametru. Niezależne źródła można dalej podzielić na następujące dwie kategorie -
- Niezależne źródła napięcia
- Niezależne źródła prądu
Niezależne źródła napięcia
Niezależne źródło napięcia wytwarza stałe napięcie na swoich dwóch zaciskach. Napięcie to jest niezależne od ilości prądu przepływającego przez dwa zaciski źródła napięcia.
Niezależny ideal voltage source a jego charakterystykę VI pokazano na poniższym rysunku.
Plik V-I characteristicsniezależnym idealnym źródłem napięcia jest linia stała, która jest zawsze równa napięciu źródła (VS) niezależnie od wartości prądu (I). Tak więc wewnętrzna rezystancja niezależnego idealnego źródła napięcia wynosi zero omów.
Stąd niezależne idealne źródła napięcia do not exist practically, ponieważ będzie jakiś wewnętrzny opór.
Niezależny practical voltage source a jego charakterystykę VI pokazano na poniższym rysunku.
Istnieje odchylenie charakterystyk VI niezależnego praktycznego źródła napięcia od VI charakterystyk niezależnego idealnego źródła napięcia. Wynika to ze spadku napięcia na rezystancji wewnętrznej (R S ) niezależnego praktycznego źródła napięcia.
Niezależne źródła prądu
Niezależne źródło prądu wytwarza prąd stały. Ten prąd jest niezależny od napięcia na jego dwóch zaciskach. Niezależnyideal current source a jego charakterystykę VI pokazano na poniższym rysunku.
Plik V-I characteristicsniezależnym idealnym źródłem prądu jest ciągła linia, która jest zawsze równa prądowi źródła (I S ) niezależnie od wartości napięcia (V). Zatem rezystancja wewnętrzna niezależnego idealnego źródła prądu wynosi nieskończoną liczbę omów.
Stąd niezależne idealne źródła prądu do not exist practically, ponieważ będzie jakiś wewnętrzny opór.
Niezależny practical current source a jego charakterystykę VI pokazano na poniższym rysunku.
Istnieje odchylenie w charakterystyce VI niezależnego praktycznego źródła prądu od VI charakterystyki niezależnego idealnego źródła prądu. Wynika to z ilości prądu przepływającego przez wewnętrzną rezystancję bocznikową (R S ) niezależnego praktycznego źródła prądu.
Zależne źródła
Jak sama nazwa wskazuje, zależne źródła wytwarzają napięcie lub prąd zależny od innego napięcia lub prądu. Zależne źródła są również nazywane jakocontrolled sources. Zależne źródła można dalej podzielić na następujące dwie kategorie -
- Zależne źródła napięcia
- Zależne źródła prądu
Zależne źródła napięcia
Zależne źródło napięcia wytwarza napięcie na swoich dwóch zaciskach. Wielkość tego napięcia zależy od innego napięcia lub prądu. W związku z tym zależne źródła napięcia można dalej podzielić na następujące dwie kategorie -
- Źródło napięcia zależne od napięcia (VDVS)
- Zależne od prądu źródło napięcia (CDVS)
Zależne źródła napięcia są oznaczone znakami „+” i „-” wewnątrz kształtu rombu. Wielkość źródła napięcia można przedstawić poza kształtem diamentu.
Zależne źródła prądu
Zależne źródło prądu wytwarza prąd. Wielkość tego prądu zależy od innego napięcia lub prądu. W związku z tym zależne źródła prądu można dalej podzielić na następujące dwie kategorie -
- Źródło prądu zależne od napięcia (VDCS)
- Bieżące zależne źródło prądu (CDCS)
Zależne źródła prądu są reprezentowane strzałką wewnątrz kształtu rombu. Wielkość obecnego źródła można przedstawić poza kształtem diamentu.
Te zależne lub kontrolowane źródła możemy obserwować w równoważnych modelach tranzystorów.
Technika Transformacji Źródła
Wiemy, że istnieją dwa praktyczne źródła, a mianowicie: voltage source i current source. Możemy przekształcić (przekonwertować) jedno źródło na drugie w oparciu o wymagania, jednocześnie rozwiązując problemy sieciowe.
Technika przekształcania jednego źródła w drugie nosi nazwę source transformation technique. Poniżej znajdują się dwie możliwe transformacje źródła -
- Praktyczne źródło napięcia w praktyczne źródło prądu
- Praktyczne źródło prądu w praktyczne źródło napięcia
Praktyczne źródło napięcia w praktyczne źródło prądu
Transformację praktycznego źródła napięcia w praktyczne źródło prądu przedstawiono na poniższym rysunku
Practical voltage sourceskłada się ze źródła napięcia (V S ) połączonego szeregowo z rezystorem (R S ). Można to przekształcić w praktyczne źródło prądu, jak pokazano na rysunku. Składa się ze źródła prądu (I S ) równolegle z rezystorem (R S ).
Wartość IS będzie równy stosunkowi V S i R S . Matematycznie można to przedstawić jako
$$ I_S = \ frac {V_S} {R_S} $$
Praktyczne źródło prądu w praktyczne źródło napięcia
Przekształcenie praktycznego źródła prądu w praktyczne źródło napięcia pokazano na poniższym rysunku.
Praktyczne źródło prądu składa się ze źródła prądowego (I S ) połączonego równolegle z rezystorem (R S ). Można to przekształcić w praktyczne źródło napięcia, jak pokazano na rysunku. Składa się ze źródła napięcia (V S ) połączonego szeregowo z rezystorem (R S ).
Wartość V S będzie równa iloczynowi I S i R S . Matematycznie można to przedstawić jako
$$ V_S = I_S R_S $$