Voltage and Current Sources 2.3 Voltage and Current Sources

Voltage & Current Sources Ideal Source Ideal Voltage Source Ideal한 전압원은 전류에 독립적인 terminal 사이의 전압 차를 만든다. Ideal한 전압원는 추상적인 개념이다. 하지만, 배터리와 같은 실제 소스의 작동을 설명하는 데 유용하다. < General symbol for ideal voltage source. vs (t) may be constant (DC source). > < A special case: DC voltage source (ideal battery) >

Voltage & Current Sources Ideal Source Ideal Voltage Source Source-load representation of electrical circuits Ideal voltage source의 개념은 전기 회로에서 source-load에 대한 표현을 이용하여 이해할 수 있다. source-load에 대한 3가지 다른 표현법 < Various representations of an electrical system >

Voltage & Current Sources Ideal Source Ideal Current Source 회로와 관계없이 정해진 전류를 발생시키는 장치 Current source에 의해 생성된 전압은 연결된 회로에 의해 결정된다. < Symbol for ideal current source >

Voltage & Current Sources Ideal Source Dependent (Controlled) Source Independent sources (독립성 소스) Independent source는 회로 내의 element와 상관없이 정해진 voltage나 current를 발생시킨다. Dependent sources (의존성 소스) 회로의 다른 부분으로부터 영향을 받는 소스 Independent source와 구별을 위해 다른 symbol을 사용한다. (예) 우측 그림 : 전류 소스는 ib에 의해 영향을 받는다. < Symbols for dependent sources >

Voltage & Current Sources Ideal Source Dependent (Controlled) Source 종류 VCVS(Voltage-controlled voltage source) : 전압(voltage)에 의해 제어되는 전압 소스로 출력 (vs = avx) VCCS(Voltage-controlled current source) : 전압(voltage)에 의해 제어되는 전류 소스로 출력 (is = bvx) CCCS(Current-controlled current source) : 전류(current)에 의해 제어되는 전류 소스로 출력 (is = cix) CCVS(Current-controlled voltage source) : 전류(current)에 의해 제어되는 전압 소스로 출력 (vs = dix) vs is is vs < VCVS > < VCCS > < CCCS > < CCVS > Dependent source 사용 이유 : 전자 회로에서 특정 유형(electronic amplifier)을 해석하고, 설명하기에 매우 유용하기 때문

Voltage & Current Sources Practical Source Practical Voltage Source Ideal source의 실제적 비교 예① Ideal한 battery를 회로에 연결하였다고 가정 불가능 Battery의 terminal들 사이의 전압차는 Battery에 의해 발생된 전류와 상관없이 일정 부하저항(RL)이 감소함에 따라 전류의 양은 증가 RL→0으로 접근함에 따라 load에 흐르는 전류량은 무한대로 제공되어야 됨. 𝑖= 𝑣 𝑠 𝑅 𝑅 𝐿 < Ideal battery > < Ideal source >

Voltage & Current Sources Practical Source Practical Voltage Source Ideal source의 실제적 비교 예② 용량이 일정한 자동차 battery를 회로에 연결하였다고 가정 : 12 V, 450 A-h(ampere-hours) ⇒ 이런 용량은 load로 흐르는 current양에 한계가 있다는 것을 의미 Ideal source ≠ Practical source v vs vL i < Practical voltage source > < Characteristics of ideal & practical voltage source >

Voltage & Current Sources Practical Source Practical Voltage Source source voltage(vs) ≠ load voltage(vL) 𝑖 𝑆 = 𝑣 𝑠 𝑟 𝑠 + 𝑅 𝐿 𝑣 𝐿 = 𝑖 𝑆 𝑅 𝐿 = 𝑅 𝐿 𝑟 𝑠 + 𝑅 𝐿 𝑣 𝑆 Load voltage : resistance(rS)의 효과로 인해 voltage source에서 제공할 수 있는 maximum current의 한계점이 발생된다. 𝑖 𝑆,𝑚𝑎𝑥 = 𝑣 𝑠 𝑟 𝑠 Example : 𝑣 𝑜𝑢𝑡 = 𝑉 𝑜𝑐 − (𝐼 𝑜𝑢𝑡 × 𝑟 𝑆 ) =1.5𝑉−( 𝐼 𝑜𝑢𝑡 ×1Ω)

Voltage & Current Sources Practical Source Practical Current Source source current(is) ≠ load current(iL) i is iL v < Practical current source > < Characteristics of ideal & practical current source > Load resistance(RL)이 무한대로 감에 따라(open circuit), current source에 의한 output voltage는 한계점 으로 접근하게 된다. 𝑣 𝑆,𝑚𝑎𝑥 = 𝑖 𝑆 𝑟 𝑆