Теория сети - активные элементы
Active Elementsпредставляют собой сетевые элементы, которые передают энергию другим элементам, присутствующим в электрической цепи. Итак, активные элементы еще называют источниками напряжения или тока. Мы можем разделить эти источники на следующие две категории:
- Независимые источники
- Зависимые источники
Независимые источники
Как следует из названия, независимые источники выдают фиксированные значения напряжения или тока, и они не зависят от каких-либо других параметров. Независимые источники можно разделить на следующие две категории:
- Независимые источники напряжения
- Независимые источники тока
Независимые источники напряжения
Независимый источник напряжения создает постоянное напряжение на двух своих выводах. Это напряжение не зависит от величины тока, протекающего через две клеммы источника напряжения.
Независимый ideal voltage source и его VI-характеристики показаны на следующем рисунке.
В V-I characteristicsНезависимого идеального источника напряжения является постоянная линия, которая всегда равна напряжению источника (VS) независимо от значения тока (I). Итак, внутреннее сопротивление независимого идеального источника напряжения равно нулю Ом.
Следовательно, независимые источники идеального напряжения do not exist practically, потому что будет некоторое внутреннее сопротивление.
Независимый practical voltage source и его VI-характеристики показаны на следующем рисунке.
Имеется отклонение ВАХ независимого практического источника напряжения от ВАХ независимого идеального источника напряжения. Это связано с падением напряжения на внутреннем сопротивлении (R S ) независимого практического источника напряжения.
Независимые источники тока
Независимый источник тока производит постоянный ток. Этот ток не зависит от напряжения на двух его выводах. Независимыйideal current source и его VI-характеристики показаны на следующем рисунке.
В V-I characteristicsНезависимого источника идеального тока является постоянная линия, которая всегда равна току источника (I S ) независимо от значения напряжения (V). Итак, внутреннее сопротивление независимого идеального источника тока бесконечно.
Следовательно, независимые идеальные источники тока do not exist practically, потому что будет некоторое внутреннее сопротивление.
Независимый practical current source и его VI-характеристики показаны на следующем рисунке.
Имеется отклонение ВАХ независимого практического источника тока от ВАХ независимого идеального источника тока. Это связано с количеством тока, протекающего через внутреннее шунтирующее сопротивление (R S ) независимого практического источника тока.
Зависимые источники
Как следует из названия, зависимые источники производят напряжение или ток, зависящий от другого напряжения или тока. Зависимые источники также называютcontrolled sources. Зависимые источники можно разделить на следующие две категории:
- Зависимые источники напряжения
- Зависимые источники тока
Зависимые источники напряжения
Зависимый источник напряжения создает напряжение на двух своих выводах. Величина этого напряжения зависит от другого напряжения или тока. Следовательно, зависимые источники напряжения можно разделить на следующие две категории:
- Источник напряжения, зависящий от напряжения (VDVS)
- Токовозависимый источник напряжения (CDVS)
Зависимые источники напряжения обозначены знаками «+» и «-» внутри ромбовидной формы. Величину источника напряжения можно представить за пределами ромбовидной формы.
Зависимые источники тока
Зависимый источник тока производит ток. Величина этого тока зависит от другого напряжения или тока. Следовательно, зависимые источники тока можно разделить на следующие две категории:
- Источник тока, зависящий от напряжения (VDCS)
- Текущий зависимый источник тока (CDCS)
Зависимые источники тока представлены стрелкой внутри ромбовидной формы. Величину источника тока можно представить за пределами ромбовидной формы.
Мы можем наблюдать эти зависимые или управляемые источники в эквивалентных моделях транзисторов.
Техника преобразования источника
Мы знаем, что есть два практических источника, а именно: voltage source и current source. Мы можем преобразовать (преобразовать) один источник в другой в зависимости от требований при решении сетевых проблем.
Техника преобразования одного источника в другой называется source transformation technique. Ниже приведены два возможных преобразования источника -
- Практический источник напряжения в практический источник тока
- Практический источник тока в практический источник напряжения
Практический источник напряжения в практический источник тока
Преобразование практического источника напряжения в практический источник тока показано на следующем рисунке.
Practical voltage sourceсостоит из источника напряжения (V S ), включенного последовательно с резистором (R S ). Его можно превратить в практический источник тока, как показано на рисунке. Он состоит из источника тока (I S ), подключенного параллельно резистору (R S ).
Значение IS будет равно отношению V S и R S . Математически это можно представить как
$$ I_S = \ frac {V_S} {R_S} $$
Практический источник тока в практический источник напряжения
Превращение практического источника тока в практический источник напряжения показано на следующем рисунке.
Практический источник тока состоит из источника тока (I S ), подключенного параллельно резистору (R S ). Его можно превратить в практический источник напряжения, как показано на рисунке. Он состоит из источника напряжения (V S ), соединенного последовательно с резистором (R S ).
Значение V S будет равна произведению I S и R S . Математически это можно представить как
$$ V_S = I_S R_S $$