Введение
электронные схемы Преобразование источников — это процесс упрощения решения схемы, особенно при наличии смешанных источников, путем преобразования источников напряжения в источники тока и наоборот, с использованием теоремы Тевенина и теоремы Нортона соответственно.
Source transformation is the process of simplifying a circuit solution, especially with mixed sources, by transforming voltage sources into current sources, and vice versa, using Thévenin's theorem and Norton's theorem respectively.
Процесс
Преобразование источника заключается в использовании закона Ома для замены существующего источника напряжения, включенного последовательно с сопротивлением, на источник тока, включенный параллельно с тем же сопротивлением, или наоборот. Преобразованные источники считаются идентичными и могут быть взаимозаменяемыми в цепи. Преобразования источников не ограничиваются резистивными цепями. Их можно применять и к цепям, содержащим конденсаторы и индуктивности, представляя элементы цепи в виде импедансов и источников в частотной области. В общем случае, концепция преобразования источника является применением теоремы Тевенина к источнику тока или теоремы Нортона к источнику напряжения. Однако это означает, что преобразование источника подчиняется тем же условиям, что и теоремы Тевенина и Нортона, а именно: нагрузка должна иметь линейное поведение и не содержать зависимых источников напряжения или тока. Преобразования источников используются для использования эквивалентности реального источника тока и реального источника напряжения, например, батареи. Применение теорем Тевенина и Нортона позволяет определить параметры, характеризующие эту эквивалентность. В частности, для реального источника тока, представляющего собой идеальный источник тока, включенный параллельно с импедансом, преобразование источника дает эквивалентный реальный источник напряжения, представляющий собой идеальный источник напряжения, включенный последовательно с тем же импедансом. Импеданс сохраняет свое значение, а значение нового источника напряжения равно произведению значения идеального источника тока на импеданс, согласно закону Ома. Аналогично, идеальный источник напряжения, включенный последовательно с импедансом, можно преобразовать в идеальный источник тока, включенный параллельно с тем же импедансом, где значение нового идеального источника тока равно .
Пример расчета
Трансформации источников легко вычисляются с помощью закона Ома. Если источник напряжения соединен последовательно с импедансом, можно определить значение эквивалентного источника тока, подключенного параллельно с этим импедансом, разделив значение напряжения источника на значение импеданса. Обратное также справедливо: если присутствует источник тока, подключенный параллельно с импедансом, то умножение значения источника тока на значение импеданса дает эквивалентный источник напряжения, соединенный последовательно с импедансом. Визуальный пример преобразования источника представлен на рисунке 1.
Краткое доказательство теоремы
Преобразование можно вывести из теоремы об однозначности. В данном контексте это подразумевает, что чёрный ящик с двумя выводами должен иметь единственную чётко определённую зависимость между напряжением и током. Легко убедиться, что указанное преобразование действительно даёт ту же вольт-амперную характеристику, и, следовательно, преобразование корректно.