Генератор (теория цепей)

Модель неидеального источника напряжения (слева) и модель неидеального источника тока (справа)

Генератор — в теории электрических цепей это один из двух идеальных элементов: идеальный источник напряжения или идеальный источник тока . Это два фундаментальных элемента теории цепей. Реальные электрические генераторы чаще всего моделируются как неидеальный источник, состоящий из комбинации идеального источника и резистора. Генераторы напряжения моделируются как идеальный источник напряжения, включенный последовательно с резистором. Генераторы тока моделируются как идеальный источник тока, подключенный параллельно с резистором. Резистор называется внутренним сопротивлением источника. Реальное оборудование может не полностью соответствовать этим моделям, особенно при экстремальных нагрузках (как высоких, так и низких), но для большинства целей их достаточно.

Две модели неидеальных генераторов взаимозаменяемы; любой из них может быть использован для любого данного генератора. Теорема Тевенена позволяет преобразовать неидеальную модель источника тока в неидеальную модель источника напряжения, а теорема Нортона позволяет преобразовать неидеальную модель источника напряжения в неидеальную модель источника тока. Обе модели одинаково применимы, но модель источника напряжения более применима, когда внутреннее сопротивление низкое (то есть намного ниже импеданса нагрузки ), а модель источника тока более применима, когда внутреннее сопротивление велико (по сравнению с моделью источника тока). нагрузка).

Символы

Идеальный источник напряжения	Идеальный источник тока
Управляемый источник напряжения	Контролируемый источник тока
Батарея ячеек	Одна ячейка

Символы, используемые для идеальных источников

На рисунке показаны символы, обычно используемые для идеальных источников. Символы различаются в зависимости от региона и периода времени. Другой распространенный символ источника тока — два переплетенных круга.

Зависимые источники

Зависимый источник — это источник, в котором напряжение или ток на выходе источника зависит от другого напряжения или тока в другом месте цепи. Таким образом, существует четыре возможных типа: источник напряжения, зависящий от тока, источник напряжения, зависящий от напряжения, источник тока, зависящий от тока, и источник тока, зависящий от напряжения. Неидеальные зависимые источники можно моделировать с добавлением импеданса так же, как и независимые источники. Эти элементы широко используются для моделирования работы двухпортовых сетей ; необходим один генератор Для каждого порта , и он зависит либо от напряжения, либо от тока на другом порту. Модели представляют собой пример моделирования «черного ящика» ; то есть они совершенно не связаны с тем, что физически находится внутри устройства, но правильно моделируют функцию устройства. Существует несколько таких двухпортовых моделей, отличающихся только типом генератора, необходимого для их представления. Этот тип модели особенно полезен для моделирования поведения транзисторов.

Зависимые источники используются для представления двухпортовой сети в h -параметрах.

Модель, используемая для представления h -параметров, показана на рисунке. h -параметры часто используются в спецификациях транзисторов для указания устройства. - параметры h определяются как матрица

${\begin{bmatrix}V_{1}\\I_{2}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}h_{11}&h_{12}\\h_{21}&h_{22}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}I_{1}\\V_{2}\end{bmatrix}}$

где переменные напряжения и тока показаны на рисунке. Модель схемы с использованием зависимых генераторов — это всего лишь альтернативный способ представления этой матрицы.