Hvad er en kildetransformation?
En kildetransformation er en proces til at repræsentere et kredsløb set fra belastningen eller fra det næste kredsløb. Begrebet kildetransformation antyder, at enhver strømkilde kan repræsenteres som en spændingskilde eller en strømkilde. Hvis den elektriske impedans, der præsenteres for belastningen eller det næste kredsløb, kan beregnes, forenkles analyse af kredsløbet. Kildetransformation anvendes til design og afprøvning af forskellige typer kredsløb - fra relativt enkle jævnstrømskredsløb (DC) kredsløb, til konstante strømberegninger til mere komplekse kredsløb. Ved høje frekvenser af vekselstrøm (vekselstrøm), såsom radiofrekvenser, hjælper kildetransformationen til at designe impedans matchende kredsløb for maksimal kraftoverførsel.
Enhver strømkilde vil give impedans under AC-forhold. Matematikken, der er involveret i at repræsentere impedans under stabil tilstand DC, kan let beskrives. En almindelig og splinterny 1,5-volt (V) celle eller batteri har en åben kredsløbsspænding på ca. 1,5 V. Når dette batteri er tilsluttet et udstyr og drænet for strøm, falder spændingen under 1,5 V. Det er sikkert, at der vil være en ikke-nul strøm fra batteriet.
For eksempel, hvis et 1,5 V-batteri måler 1,4 V, når en strøm på 0,01 ampere (A) strømmer gennem det, kan batteriet repræsenteres som en ideel 1,5 V spændingskilde i serie med en intern modstand. Den interne modstand har et fald på 0,1 V, hvilket er forskellen mellem den interne ideelle spændingskilde og terminaludgang. En strøm på 0,01 A indikerer, at batteriets modstand skal være 0,1 V / 0,01 A lig med 10 ohm. 10 ohm er den beregnede interne modstand for batteriet og distribueres inden for sammensætningen af elektrolytten og elektroderne inde i batteriet.
Thevenins teorem siger, at enhver strømkilde er en ideel spændingskilde i serie med en intern modstand. For kortvarig og vekselstrømsanalyse gælder Thevenins teorem stadig, men kompleksitet manifesterer, når de resistive, kapacitive og induktive komponenter i den interne modstand skal beregnes. I den enkleste impedans ved jævnstrøm DC-forhold kan batteriet indeni være repræsenteret af et netværk af modstande med modstandsværdier, der er afhængige af temperatur og strøm. For at beskrive Thevenins teorem på enkle ord behandles spændingskilden som en kortslutning, hvorefter den modstand, der ses ved udgangsterminalerne, beregnes ved hjælp af Ohms lov, der antyder modstande i serier, tilføjes.
Under Nortons sætning antyder kildetransformation, at den interne modstand beregnes på samme måde. I stedet for en nulmodstandsspændingskilde bruges en uendelig modstandsstrømskilde, men resultaterne er de samme. Den beregnede spænding og strøm, og derfor den strøm, der leveres til en ekstern belastning, vil være den samme ved hjælp af Thevenin eller Nortons sætning.