Wprowadzenie do elektroniki/Podstawowe elementy elektroniczne/Generatory

Źródła

Idealne źródła prądowe i napięciowe

W analizie układów elektronicznych występują idealne źródła prądowe i napięciowe. Są idealne ponieważ charakteryzuje je wyłącznie - odpowiednio - prąd oddawany do układu lub napięcie; oczywiście takie źródła nie istnieją w rzeczywistości.

W gałęzi obwodu w której włączone jest źródło prądowe o wydajności $I$ wymuszany jest prąd o dokładnie takim natężeniu. Analogicznie napięcie między węzłami do których włączone jest źródło napięciowe $E$ jest dokładnie równe temu napięciu źródła.

Źródła dzieli się na sterowane i niesterowane: niesterowane to takie, które mają ustalone, niezmienne parametry, sterowane to takie, których parametry zależą od wybranego prądu lub napięcia w obwodzie - dlatego też mówi się o źródłach sterowanych prądowo lub napięciowo.

Rzeczywiste źródła prądowe i napięciowe

Źródła rzeczywiste charakteryzują się rezystancją wewnętrzną.

Rzeczywiste źródło napięcia składa się z idealnego źródła napięciowego o napięciu $E$ i rezystora $R_{we}$ połączonego z nim w szereg. Jeśli takie źródło będzie zasilało jakiś układ, to prąd przez niego pobierany, a więc i płynący przez $R_{we}$ wywoła spadek napięcia na nim, a w efekcie napięcie wyjściowe źródła rzeczywistego odpowiednio zmaleje.

Rzeczywiste źródło prądowe składa się z idealnego źródła prądowego o wydajności $I$ i rezystancji $R_{we}$ połączonej z nią równolegle. Przy zasilaniu układu z takiego źródła część prądu wyjściowego przypływa przez rezystancję wewnętrzną i o ten prąd zmniejsza się wydajność źródła.

Reasumując: na rezystancji wewnętrznej tracona jest pewna moc, która przekłada się na spadek wielkości wyjściowej źródła. Dlatego im większa rezystancja wewnętrzna źródeł prądowych i im mniejsza rezystancja wewnętrzna źródeł napięciowych tym lepiej, tym bardziej te źródła zbliżają się do idealnych.

Konwersje

W analizie układów istnieje możliwość zastąpienia rzeczywistego źródła prądowego rzeczywistym źródłem napięciowym i odwrotnie. Przy takiej konwersji rezystancja wewnętrzna pozostaje bez zmian, natomiast odpowiednio przelicza się prądy i napięcia.

Przy konwersji ze źródła napięciowego należy wyznaczyć prąd źródła - jest on równy prądowi płynącemu przy zwarciu rzeczywistego źródła napięciowego, a więc z prawa Ohma: $I={\frac {E}{R_{we}}}$.

Przy konwersji ze źródła prądowego wyznaczenie napięcia źródła napięć - jest ono równe napięciu na $R_{we}$ przy rozwarciu rzeczywistego źródła prądowego, a więc z prawa Ohma: $E=I\cdot R_{we}$.