การแปลงแหล่งที่มา
การแปลงแหล่งกำเนิดเป็นกระบวนการลดความซับซ้อนของวงจรแก้ปัญหา โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับแหล่งกำเนิดแบบผสม โดยการแปลง แหล่งกำเนิด แรงดันเป็น แหล่งกำเนิด กระแสและในทางกลับกัน โดยใช้ทฤษฎีบทของ Théveninและทฤษฎีบทของ Nortonตามลำดับ[ 1 ]
กระบวนการ
การแปลงแหล่งกำเนิดประกอบด้วยการใช้กฎของโอห์มเพื่อนำแหล่งจ่ายแรงดัน ที่มีอยู่ ซึ่งต่ออนุกรมกับความต้านทานและแทนที่ด้วยแหล่งจ่ายกระแสที่ต่อขนานกับความต้านทานเดียวกัน หรือในทางกลับกัน แหล่งจ่ายที่แปลงแล้วถือว่าเหมือนกันและสามารถใช้แทนกันได้ในวงจร[ 2 ]
การแปลงแหล่งกำเนิดไม่ได้จำกัดเฉพาะวงจรตัวต้านทานเท่านั้น สามารถทำได้กับวงจรที่มีตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำด้วยเช่นกัน โดยการแสดงองค์ประกอบวงจรเป็นอิมพีแดนซ์และแหล่งกำเนิดในโดเมนความถี่โดยทั่วไป แนวคิดของการแปลงแหล่งกำเนิดคือการประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทของเธเวนินกับแหล่งกำเนิดกระแสหรือทฤษฎีบทของนอร์ตันกับแหล่งกำเนิดแรงดันอย่างไรก็ตาม นั่นหมายความว่าการแปลงแหล่งกำเนิดอยู่ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันกับทฤษฎีบทของเธเวนินและทฤษฎีบทของนอร์ตัน กล่าวคือ โหลดมีพฤติกรรมเชิงเส้น และไม่มีแหล่งกำเนิดแรงดันหรือกระแสที่ขึ้นอยู่กัน[ 3 ]
การแปลงแหล่งกำเนิดใช้เพื่อใช้ประโยชน์จากความเท่าเทียมกันของแหล่งกำเนิดกระแสจริงและแหล่งกำเนิดแรงดันจริง เช่นแบตเตอรี่การประยุกต์ใช้ทฤษฎีบทของเธเวนินและทฤษฎีบทของนอร์ตันจะให้ปริมาณที่เกี่ยวข้องกับความเท่าเทียมกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อกำหนดแหล่งกำเนิดกระแสจริง ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดกระแสในอุดมคติขนานกับอิมพีแดนซ์การแปลงแหล่งกำเนิดจะให้แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจริงที่เทียบเท่า ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติ ที่ต่ออนุกรม กับอิมพีแดนซ์ อิมพีแดนซ์ยังคงรักษาคุณค่าและแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าใหม่ไว้มีค่าเท่ากับค่าของแหล่งจ่ายกระแสในอุดมคติคูณด้วยค่าความต้านทาน ตามกฎของโอห์มในทำนองเดียวกัน แหล่งจ่ายแรงดันในอุดมคติที่ต่ออนุกรมกับอิมพีแดนซ์ สามารถแปลงเป็นแหล่งจ่ายกระแสในอุดมคติที่ต่อขนานกับอิมพีแดนซ์เดียวกันได้ โดยที่แหล่งจ่ายกระแสในอุดมคติใหม่จะมีค่าเท่ากับ.
ตัวอย่างการคำนวณ
การแปลงแหล่งกำเนิดทำได้ง่ายโดยใช้กฎของโอห์มถ้ามีแหล่งจ่ายแรงดันต่ออนุกรมกับอิมพีแดนซ์เราสามารถหาค่าของแหล่งจ่ายกระแสเทียบเท่า ที่ ต่อขนานกับอิมพีแดนซ์ได้โดยการหารค่าของแหล่งจ่ายแรงดันด้วยค่าของอิมพีแดนซ์ ในทางกลับกันก็เช่นกัน: ถ้ามีแหล่งจ่ายกระแสต่อขนานกับอิมพีแดนซ์ การคูณค่าของแหล่งจ่ายกระแสด้วยค่าของอิมพีแดนซ์จะให้ค่าของแหล่งจ่ายแรงดันเทียบเท่าที่ต่ออนุกรมกับอิมพีแดนซ์ ตัวอย่างภาพของการแปลงแหล่งกำเนิดสามารถดูได้ในรูปที่ 1

บทพิสูจน์โดยย่อของทฤษฎีบท
การแปลงนี้สามารถอนุมานได้จากทฤษฎีบทความไม่ซ้ำกันในบริบทปัจจุบัน หมายความว่ากล่องดำที่มีขั้วต่อสองขั้วจะต้องมีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนและไม่ซ้ำกันระหว่างแรงดันและกระแส สามารถตรวจสอบได้อย่างง่ายดายว่าการแปลงข้างต้นให้เส้นโค้ง VI เดียวกัน ดังนั้นการแปลงนี้จึงถูกต้อง