Voltaj kaynağı - Voltage source
Bir voltaj kaynağı , sabit bir voltajı koruyabilen iki uçlu bir cihazdır . İdeal bir voltaj kaynağı, sabit voltajı yük direncinden veya çıkış akımından bağımsız olarak koruyabilir . Bununla birlikte, gerçek dünyadaki bir voltaj kaynağı sınırsız akım sağlayamaz. Bir voltaj kaynağı olan ikili a akım kaynağı . Piller ve jeneratörler gibi gerçek dünya elektrik enerjisi kaynakları, ideal bir voltaj kaynağı ve empedans elemanlarının ek kombinasyonlarının bir kombinasyonu olarak analiz amacıyla modellenebilir .
İdeal voltaj kaynakları
Bir yere gerilim kaynağı terminalleri üzerinden sabit bir voltaj düşüşünü sağlayan bir veya iki terminal cihaz. Genellikle gerçek elektrik devrelerinin analizini basitleştiren matematiksel bir soyutlama olarak kullanılır. İdeal bir voltaj kaynağı üzerindeki voltaj, bir devredeki diğer herhangi bir değişkenden bağımsız olarak belirlenebilirse, buna bağımsız voltaj kaynağı denir . Tersine, ideal bir voltaj kaynağı üzerindeki voltaj, bir devredeki başka bir voltaj veya akım tarafından belirlenirse, buna bağımlı veya kontrollü voltaj kaynağı denir . Bir amplifikatörün matematiksel bir modeli, örneğin büyüklüğü bir giriş sinyaliyle bazı sabit ilişki tarafından yönetilen bağımlı voltaj kaynaklarını içerecektir. Elektrik güç sistemlerindeki arızaların analizinde, birbirine bağlı kaynakların ve iletim hatlarının tüm ağı, ideal (AC) bir voltaj kaynağı ve tek bir eşdeğer empedans ile faydalı bir şekilde değiştirilebilir.
İç direnci bir yere gerilim kaynağının, sıfırdır; herhangi bir miktarda akımı besleyebilir veya emebilir. İdeal bir voltaj kaynağından geçen akım tamamen harici devre tarafından belirlenir. Açık bir devreye bağlandığında, sıfır akım ve dolayısıyla sıfır güç vardır. Bir yük direncine bağlandığında , yük direnci sıfıra yaklaştıkça (kısa devre) kaynaktan geçen akım sonsuza yaklaşır. Böylece ideal bir voltaj kaynağı sınırsız güç sağlayabilir.
Paralel gerilim kaynakları akım yükünü paylaşır: Orijinal gerilim kaynağına paralel olarak tam bir gerilim kopyası bağlanırsa, bunlardan biri orijinal gerilim kaynağının sağlayacağı elektrik akımının yarısını sağlayacaktır. Devrenin geri kalanı için hiçbir şey değişmedi: Bu iki voltaj kaynağı birlikte aynı voltajı ve tek başına orijinaliyle aynı akımı sağlar.
Hiçbir gerçek voltaj kaynağı ideal değildir; tümünün sıfır olmayan etkili bir iç direnci vardır ve hiçbiri sınırsız akım sağlayamaz. Bununla birlikte, gerçek bir voltaj kaynağının iç direnci, seri olarak sıfır olmayan bir direnci ideal bir voltaj kaynağıyla (bir Thévenin eşdeğer devresi ) birleştirerek doğrusal devre analizinde etkili bir şekilde modellenir .
Gerilim ve akım kaynakları arasında karşılaştırma
Çoğu elektrik enerjisi kaynağı ( şebeke , pil ) voltaj kaynakları olarak modellenmiştir. Bir yere gerilim kaynağı bir tarafından yüklenen bir enerji sağlar açık devre (sonsuz yani empedans ), fakat zaman sonsuz enerji ve mevcut yaklaşımlar yük direnci, sıfır, (a yaklaşımlar kısa devre ). Böyle bir teorik cihaz , kaynakla seri olarak sıfır ohm çıkış empedansına sahip olacaktır . Gerçek dünyadaki bir voltaj kaynağı çok düşük ancak sıfır olmayan bir iç dirence ve çıkış empedansına sahiptir , genellikle 1 ohm'dan çok daha azdır.
Tersine, bir akım kaynağı , kaynak terminallerine bağlanan yük yeterince düşük empedansa sahip olduğu sürece sabit bir akım sağlar. İdeal bir akım kaynağı, kısa devreye enerji sağlamaz ve yük direnci sonsuza yaklaştıkça (açık devre) sonsuz enerji ve gerilime yaklaşır. Bir İdeal akım kaynağı bir sahiptir sonsuz çıkış empedansı kaynağı ile paralel olarak. Bir gerçek dünya akım kaynağı çok yüksek, ama sonlu sahiptir çıkış empedansı . Transistör akım kaynakları söz konusu olduğunda, birkaç megaohm empedansı (düşük frekanslarda) tipiktir.
Her iki çeşidin de ideal kaynakları bulunmadığından (tüm gerçek dünya örneklerinin sonlu ve sıfır olmayan kaynak empedansı vardır), herhangi bir akım kaynağı aynı kaynak empedansına sahip bir voltaj kaynağı olarak düşünülebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Gerilim kaynakları ve akım kaynaklarının bazen birbirinin ikilisi olduğu söylenir ve ideal olmayan herhangi bir kaynak Norton teoremi veya Thévenin teoremi uygulanarak birinden diğerine dönüştürülebilir .