電圧源と電流源の意味と等価交換




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電圧源と電流源の意味と等価交換

電圧源の回路を電流源回路に等価交換すると

\(I_o=\cfrac{E_o}{r}\)

電流源の回路を電圧源回路に等価交換すると次のようになる。

\(E_o=rI_o\)

理想的な電圧源と電流源の回路

理想的な電圧源は、内部抵抗=0 とされますので、負荷の大きさが変動しても出力電圧が一定になります。

また、理想的な電流源は、内部抵抗=∞ とされますので、負荷の大きさが変動しても出力電流が一定になります。

実際の電圧源の回路と電流源への等価交換

しかし、実際の電源には小さいながらも内部抵抗がありますので、出力電圧が負荷の大きさによって変化します。

図の左図のような電圧源の回路は、右図の電流源回路に等価交換できます。

電圧源の回路を電流源回路に等価交換すると、次のようになります。

\(V=E_0-rI \cdots(1)\)

\(I_0=I+\cfrac{V}{r} \cdots(2)\)

式(1) を式(2) に代入する。

\(I_o=I+\cfrac{V}{r}=I+\cfrac{E_o-rI}{r}=\cfrac{E_0}{r}\)

\(I_o=\cfrac{E_o}{r}\)

実際の電流源の回路と電圧源への等価交換

電流源の回路を電圧源回路に等価交換すると、次のようになります。

\(I=I_0-\cfrac{V}{r} \cdots(3)\)

\(E_0=V+rI \cdots(4)\)

式(3) を式(4) に代入する。

\(E_o=V+rI=V+r\left(I_o-\cfrac{V}{r}\right)=rI_0\)

\(E_o=rI_o\)

以上で「電圧源と電流源の意味と等価交換」の説明を終わります。




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