ทฤษฎีเครือข่าย - องค์ประกอบที่ใช้งานอยู่
Active Elementsเป็นองค์ประกอบเครือข่ายที่ส่งพลังงานไปยังองค์ประกอบอื่น ๆ ที่มีอยู่ในวงจรไฟฟ้า ดังนั้นองค์ประกอบที่ใช้งานจึงถูกเรียกว่าเป็นแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้าหรือประเภทกระแส เราสามารถจำแนกแหล่งข้อมูลเหล่านี้ออกเป็นสองประเภทต่อไปนี้ -
- แหล่งที่มาอิสระ
- ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา
แหล่งที่มาอิสระ
ตามชื่อที่แนะนำแหล่งที่มาอิสระจะสร้างค่าคงที่ของแรงดันหรือกระแสและสิ่งเหล่านี้ไม่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์อื่นใด แหล่งข้อมูลอิสระสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทต่อไปนี้ -
- แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าอิสระ
- แหล่งที่มาปัจจุบันอิสระ
แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าอิสระ
แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าอิสระจะสร้างแรงดันไฟฟ้าคงที่ตลอดทั้งสองขั้ว แรงดันไฟฟ้านี้ไม่ขึ้นอยู่กับปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขั้วทั้งสองของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า
อิสระ ideal voltage source และลักษณะ VI แสดงในรูปต่อไปนี้
V-I characteristicsของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติที่เป็นอิสระคือเส้นคงที่ซึ่งจะเท่ากับแรงดันต้นทาง (VS) เสมอโดยไม่คำนึงถึงค่าปัจจุบัน (I) ดังนั้นความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติที่เป็นอิสระคือศูนย์โอห์ม
ดังนั้นแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติที่เป็นอิสระ do not exist practicallyเพราะจะมีความต้านทานภายใน
อิสระ practical voltage source และลักษณะ VI แสดงในรูปต่อไปนี้
มีความเบี่ยงเบนในลักษณะ VI ของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงจากลักษณะ VI ของแหล่งแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติที่เป็นอิสระ สาเหตุนี้เกิดจากแรงดันตกคร่อมความต้านทานภายใน (R S ) ของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เป็นอิสระ
แหล่งที่มาปัจจุบันอิสระ
แหล่งกระแสอิสระจะสร้างกระแสคงที่ กระแสไฟฟ้านี้ไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้วทั้งสอง อิสระideal current source และลักษณะ VI แสดงในรูปต่อไปนี้
V-I characteristicsของแหล่งกระแสในอุดมคติอิสระคือเส้นคงที่ซึ่งจะเท่ากับกระแสต้นทาง (I S ) เสมอโดยไม่คำนึงถึงค่าแรงดันไฟฟ้า (V) ดังนั้นความต้านทานภายในของแหล่งกระแสในอุดมคติที่เป็นอิสระคือโอห์มไม่มีที่สิ้นสุด
ดังนั้นแหล่งกระแสในอุดมคติที่เป็นอิสระ do not exist practicallyเพราะจะมีความต้านทานภายใน
อิสระ practical current source และลักษณะ VI แสดงในรูปต่อไปนี้
มีความเบี่ยงเบนในลักษณะ VI ของแหล่งกระแสในทางปฏิบัติที่เป็นอิสระจากลักษณะ VI ของแหล่งกระแสในอุดมคติที่เป็นอิสระ นี่เป็นเพราะปริมาณของกระแสที่ไหลผ่านความต้านทานการแบ่งภายใน (R S ) ของแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าที่เป็นอิสระ
ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา
ตามชื่อที่แนะนำแหล่งที่มาที่พึ่งพาจะสร้างปริมาณแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสที่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสอื่น ๆ แหล่งที่ขึ้นอยู่กับที่เรียกอีกอย่างว่าcontrolled sources. แหล่งอ้างอิงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทต่อไปนี้ -
- แหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับ
- ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาปัจจุบัน
แหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับ
แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่อ้างอิงจะสร้างแรงดันไฟฟ้าข้ามขั้วทั้งสอง ปริมาณของแรงดันไฟฟ้านี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสอื่น ๆ ดังนั้นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ขึ้นอยู่กับสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทต่อไปนี้ -
- แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (VDVS)
- แหล่งจ่ายแรงดันขึ้นอยู่กับปัจจุบัน (CDVS)
แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่อ้างอิงจะแสดงด้วยเครื่องหมาย '+' และ '-' ภายในรูปเพชร ขนาดของแหล่งจ่ายแรงดันสามารถแสดงภายนอกรูปเพชรได้
ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาปัจจุบัน
แหล่งที่มาของกระแสอ้างอิงจะสร้างกระแส ปริมาณของกระแสไฟฟ้านี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสอื่น ๆ ดังนั้นแหล่งที่มาในปัจจุบันที่อ้างอิงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทต่อไปนี้ -
- แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า (VDCS)
- ปัจจุบันขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาปัจจุบัน (CDCS)
แหล่งที่มาในปัจจุบันที่อ้างอิงจะแสดงด้วยลูกศรภายในรูปเพชร ขนาดของแหล่งที่มาปัจจุบันสามารถแสดงภายนอกรูปเพชรได้
เราสามารถสังเกตแหล่งที่ขึ้นกับหรือควบคุมเหล่านี้ได้ในทรานซิสเตอร์รุ่นที่เทียบเท่ากัน
เทคนิคการแปลงแหล่งที่มา
เราทราบดีว่ามีแหล่งข้อมูลที่ใช้ได้จริง 2 แหล่ง ได้แก่ voltage source และ current source. เราสามารถแปลง (แปลง) แหล่งที่มาหนึ่งไปเป็นอีกแหล่งหนึ่งตามความต้องการในขณะที่แก้ปัญหาเครือข่าย
เทคนิคการเปลี่ยนแหล่งที่มาหนึ่งไปเป็นอีกแหล่งหนึ่งเรียกว่าเป็น source transformation technique. ต่อไปนี้คือการแปลงแหล่งที่มาสองรายการ
- แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงไปยังแหล่งกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริง
- แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริง
แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงไปยังแหล่งกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริง
การเปลี่ยนแหล่งจ่ายแรงดันในทางปฏิบัติเป็นแหล่งกระแสที่ใช้งานได้จริงแสดงในรูปต่อไปนี้
Practical voltage sourceประกอบด้วยแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า (V S ) ในอนุกรมพร้อมตัวต้านทาน (R S ) สิ่งนี้สามารถแปลงเป็นแหล่งกระแสที่ใช้งานได้จริงดังแสดงในรูป ประกอบด้วยแหล่งกระแส (I S ) คู่ขนานกับตัวต้านทาน (R S )
คุณค่าของการเป็นจะเท่ากับอัตราส่วนของวีเอสและอาร์เอส ในทางคณิตศาสตร์สามารถแสดงเป็น
$$ I_S = \ frac {V_S} {R_S} $$
แหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริงเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้จริง
การเปลี่ยนแหล่งจ่ายกระแสในทางปฏิบัติให้เป็นแหล่งจ่ายแรงดันในทางปฏิบัติแสดงดังรูปต่อไปนี้
แหล่งที่มาในทางปฏิบัติประกอบด้วยแหล่งกระแส (I S ) คู่ขนานกับตัวต้านทาน (R S ) สามารถแปลงเป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าได้ดังแสดงในรูป ประกอบด้วยแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า (V S ) ในอนุกรมพร้อมตัวต้านทาน (R S )
ค่าของ V Sจะเท่ากับสินค้าของฉันSและ R S ในทางคณิตศาสตร์สามารถแสดงเป็น
$$ V_S = I_S R_S $$