Hva er en kildetransformasjon?

En kildetransformasjon er en prosess for å representere en krets fra synspunktet til lasten, eller til den neste kretsen. Begrepet kildetransformasjon antyder at enhver kraftkilde kan representeres som en spenningskilde eller strømkilde. Hvis den elektriske impedansen som presenteres for belastningen eller neste krets kan beregnes, blir analysen av kretsen forenklet. Kildetransformasjon brukes til design og testing av forskjellige typer kretsløp - fra relativt enkle likestrømkretser (DC) for stabile strømberegninger til mer komplekse kretsløp. For høye frekvenser av vekselstrøm (vekselstrøm), for eksempel radiofrekvenser, hjelper kildetransformasjon til å utforme impedansmatchende kretsløp for maksimal kraftoverføring.

Enhver strømkilde vil gi impedans under AC-forhold. Matematikken som er involvert i å representere impedans under jevn DC kan beskrives enkelt. En vanlig og helt ny 1,5-volts (V) celle eller batteri vil ha en åpen kretsspenning på ca. 1,5 V. Når dette batteriet er koblet til et utstyr og tappes for strøm, faller spenningen under 1,5 V. Det er sikkert at det vil være en strøm som ikke er null fra batteriet.

For eksempel, hvis et 1,5 V-batteri måler 1,4 V når en strøm på 0,01 ampere (A) strømmer gjennom det, kan batteriet fremstilles som en ideell 1,5 V spenningskilde i serie med en intern motstand. Den interne motstanden har et fall på 0,1 V, som er forskjellen på den interne ideelle spenningskilden og terminalens utgang. En strøm på 0,01 A indikerer at batteriets motstand må være 0,1 V / 0,01 A tilsvarer 10 ohm. 10 ohm er den beregnede interne motstanden til batteriet og distribueres i sminket til elektrolytten og elektrodene inne i batteriet.

Thevenins teorem sier at enhver kraftkilde er en ideell spenningskilde i serie med en intern motstand. For kortvarig og AC-analyse gjelder Thevenins teorem fortsatt, men kompleksiteten manifesterer seg når de resistive, kapasitive og induktive komponentene i den interne motstanden må beregnes. I den enkleste impedansen ved jevn DC-forhold kan batteriet inne være representert av et nettverk av motstander med motstandsverdier som er avhengig av temperatur og strøm. For å beskrive Thevenins teorem på enkle ord, blir spenningskilden behandlet som en kortslutning, deretter blir motstanden som sees på utgangsterminalene beregnet ved å bruke Ohms lov som antyder motstand i serie.

Under Nortons teorem antyder kildetransformasjon at den interne motstanden beregnes på samme måte. I stedet for en null-motstandsspenningskilde, brukes en uendelig motstandsstrømskilde, men resultatene er de samme. Den beregnede spenningen og strømmen, og derfor kraften som leveres til en ekstern belastning, vil være den samme ved bruk av Thevenin eller Nortons teorem.