Co to jest transformacja źródła?
Transformacja źródła to proces reprezentowania obwodu z punktu widzenia obciążenia lub następnego obwodu. Koncepcja transformacji źródła sugeruje, że każde źródło zasilania może być reprezentowane jako źródło napięcia lub źródło prądu. Jeśli można obliczyć impedancję elektryczną dla obciążenia lub następnego obwodu, analiza obwodu jest uproszczona. Transformacja źródła jest stosowana do projektowania i testowania różnych typów obwodów - od stosunkowo prostych obwodów prądu stałego (DC), do obliczeń mocy w stanie ustalonym, po bardziej złożone obwody. W przypadku wysokich częstotliwości prądu przemiennego (AC), takich jak częstotliwości radiowe, transformacja źródła pomaga w projektowaniu obwodów dopasowujących impedancję dla maksymalnego przenoszenia mocy.
Każde źródło zasilania będzie miało impedancję w warunkach prądu przemiennego. Matematykę związaną z reprezentowaniem impedancji w stanie ustalonym DC można łatwo opisać. Zwykłe i zupełnie nowe ogniwo lub akumulator o napięciu 1,5 V (V) będzie miało napięcie w obwodzie około 1,5 V. Gdy akumulator zostanie podłączony do urządzenia i rozładowany, napięcie spadnie poniżej 1,5 V. z akumulatora pojawi się niezerowy prąd.
Na przykład, jeśli akumulator 1,5 V mierzy 1,4 V, gdy przepływa przez niego prąd 0,01 ampera (A), akumulator można przedstawić jako idealne źródło napięcia 1,5 V połączone szeregowo z rezystancją wewnętrzną. Opór wewnętrzny ma spadek o 0,1 V, co stanowi różnicę między wewnętrznym idealnym źródłem napięcia a mocą wyjściową zacisków. Prąd 0,01 A wskazuje, że rezystancja akumulatora musi wynosić 0,1 V / 0,01 A, co odpowiada 10 omom. 10 omów jest obliczoną rezystancją wewnętrzną akumulatora i jest rozłożony w składzie elektrolitu i elektrod wewnątrz akumulatora.
Twierdzenie Thevenina stwierdza, że każde źródło zasilania jest idealnym źródłem napięcia szeregowo z wewnętrznym oporem. Do analizy stanów przejściowych i przemiennych nadal obowiązuje twierdzenie Thevenina, ale złożoność przejawia się, gdy należy obliczyć składowe rezystancyjne, pojemnościowe i indukcyjne rezystancji wewnętrznej. W najprostszej impedancji w warunkach ustalonego prądu stałego akumulator wewnątrz może być reprezentowany przez sieć rezystorów o wartościach rezystancji zależnych od temperatury i prądu. Aby opisać twierdzenie Thevenina w prostych słowach, źródło napięcia jest traktowane jako zwarcie, a następnie rezystancja widziana na zaciskach wyjściowych zostanie obliczona przy użyciu prawa Ohma, które sugeruje dodanie rezystancji szeregowej.
Zgodnie z twierdzeniem Nortona transformacja źródła sugeruje, że wewnętrzny opór jest obliczany w ten sam sposób. Zamiast źródła napięcia o zerowej rezystancji stosuje się źródło prądu o nieskończonej rezystancji, ale wyniki są takie same. Obliczone napięcie i prąd, a tym samym moc dostarczana do zewnętrznego obciążenia, będą takie same przy użyciu twierdzenia Thevenina lub Nortona.