Sumber Arus Listrik
Sebuah Sumber Arus merupakan elemen rangkaian aktif yang mampu memasok arus konstan untuk rangkaian terlepas dari tegangan dikembangkan di terminal.
Seperti namanya, sumber arus adalah elemen rangkaian yang mempertahankan aliran arus konstan terlepas dari tegangan yang dikembangkan di terminalnya karena tegangan ini ditentukan oleh elemen rangkaian lainnya. Yaitu, sumber arus konstan yang ideal secara terus-menerus menyediakan jumlah arus yang ditentukan terlepas dari impedansinya dan karena itu, sumber arus ideal dapat, secara teori, memasok energi dalam jumlah tak terbatas.
Jadi sama seperti sumber tegangan dapat dinilai, misalnya, 5 volt atau 10 volt, dll, sumber arus juga akan memiliki tingkat arus, misalnya, 3 ampere atau 15 ampere, dll. Sumber arus konstan ideal diwakili dengan cara yang mirip dengan sumber tegangan, tetapi kali ini simbol sumber arus adalah lingkaran dengan panah di dalamnya untuk menunjukkan arah aliran arus.
Arah arus akan sesuai dengan polaritas tegangan yang sesuai, mengalir keluar dari terminal positif. Huruf "i" digunakan untuk menunjukkan bahwa itu adalah sumber arus seperti yang ditunjukkan.
Kemudian sumber arus ideal disebut "sumber arus konstan" karena menyediakan arus stabil (steady state) konstan terlepas dari beban yang terhubung dengannya menghasilkan karakteristik I-V yang diwakili oleh garis lurus.
Seperti halnya sumber tegangan, sumber arus dapat berupa independen (ideal) atau dependent (tergantung/dikontrol) oleh tegangan atau arus di tempat lain dalam rangkaian, yang dengan sendirinya dapat konstan atau bervariasi waktu.
Sumber arus independen yang ideal biasanya digunakan untuk menyelesaikan teorema rangkaian dan untuk teknik analisis rangkaian untuk rangkaian yang mengandung elemen aktif nyata. Bentuk paling sederhana dari sumber arus adalah rangkaian resistor dengan sumber tegangan menciptakan arus mulai dari beberapa mili-ampere hingga ratusan ampere. Ingat bahwa sumber arus bernilai nol adalah rangkaian terbuka karena R = 0.
Konsep sumber arus adalah elemen dua terminal yang memungkinkan aliran arus ditunjukkan oleh arah panah. Kemudian sumber arus memiliki nilai, i, dalam satuan ampere, (A) yang biasanya disingkat menjadi amp.
Hubungan fisik antara sumber arus dan variabel tegangan di sekitar jaringan diberikan oleh hukum Ohm karena tegangan dan variabel arus ini akan memiliki nilai yang ditentukan.
Mungkin sulit untuk menentukan besarnya dan polaritas tegangan dari sumber arus ideal sebagai fungsi dari arus terutama jika ada sumber tegangan atau arus lainnya dalam rangkaian yang terhubung.
Maka kita dapat mengetahui arus yang di supply oleh sumber arus tetapi bukan tegangan yang melewatinya kecuali jika daya yang di supply oleh sumber arus diberikan, seperti P = V*I. Namun, jika sumber arus adalah satu-satunya sumber dalam rangkaian, maka polaritas tegangan di seluruh sumber akan lebih mudah dibangun. Dan jika ada lebih dari satu sumber, maka tegangan terminal akan tergantung pada jaringan di mana sumber terhubung.
Menghubungkan dua atau lebih sumber arus secara paralel setara dengan satu sumber arus yang total arus outputnya diberikan sebagai tambahan aljabar dari masing-masing sumber arus. Di sini, dalam contoh ini, dua sumber arus 5 amp digabungkan untuk menghasilkan 10 amp karena IT = I1 + I2.
Sumber arus dari nilai yang berbeda dapat dihubungkan bersama secara paralel. Sebagai contoh, satu dari 5 amp dan satu dari 3 amp akan digabungkan untuk memberikan sumber arus tunggal 8 ampere sebagai panah yang mewakili sumber arus kedua titik dalam arah yang sama. Kemudian ketika kedua arus bertambah, koneksi mereka dikatakan: parallel-aiding.
Meskipun bukan praktik terbaik untuk analisis rangkaian, koneksi yang paralel-opposing atau berlawanan menggunakan sumber arus yang terhubung dalam arah yang berlawanan untuk membentuk sumber arus tunggal yang nilainya merupakan pengurangan aljabar dari masing-masing sumber.
Di sini, karena dua sumber arus dihubungkan dalam arah yang berlawanan (ditunjukkan oleh panah mereka), dua arus saling mengurangi satu sama lain karena keduanya menyediakan jalur loop tertutup untuk arus sirkulasi yang sesuai dengan Hukum Kirchoff 1 - Arus, KCL.
Jadi misalnya, dua sumber arus masing-masing 5 amp akan menghasilkan output nol sebagai 5A -5A = 0A. Demikian juga, jika dua arus memiliki nilai yang berbeda, 5A dan 3A, maka output akan menjadi nilai yang dikurangi dengan arus yang lebih kecil dikurangi dari arus yang lebih besar. Menghasilkan IT 5 - 3 = 2A.
Kita telah melihat bahwa sumber arus ideal dapat dihubungkan bersama secara paralel untuk membentuk sumber arus paralel-aiding atau paralel-opposing. Apa yang tidak diperbolehkan atau bukan praktik terbaik untuk analisis rangkaian, adalah menghubungkan bersama sumber arus ideal dalam kombinasi seri.
Sumber arus tidak diperbolehkan untuk dihubungkan bersama secara seri, baik dari nilai yang sama atau yang dengan nilai yang berbeda. Di sini, dalam contoh ini, dua sumber arus masing-masing 5 amp dihubungkan bersama-sama secara seri, tetapi berapakah nilai arus yang dihasilkan.
Apakah sama dengan satu sumber 5 amp, atau sama dengan penambahan dua sumber, yaitu 10 amp. Kemudian sumber seri terhubung arus menambahkan faktor yang tidak diketahui ke dalam analisis rangkaian, yang tidak baik. Juga, alasan lain mengapa sumber terhubung seri tidak diperbolehkan untuk teknik analisis rangkaian adalah bahwa mereka mungkin tidak memasok arus yang sama dalam arah yang sama. Arus yang membantu (aiding) seri atau menentang (opposing) seri tidak ada untuk sumber arus ideal.
Kemudian, IT = 0.4A atau 400mA, VR = 8V, dan PR = 3.2W
Gagasan ini bekerja dengan baik untuk teknik analisis rangkaian, tetapi di dunia nyata sumber arus berperilaku sedikit berbeda karena sumber arus praktis selalu memiliki resistansi internal, tidak peduli seberapa besar (biasanya dalam rentang mega-ohm), menyebabkan sumber yang dihasilkan agak berbeda dengan beban.
Sumber arus yang praktis atau tidak ideal dapat direpresentasikan sebagai sumber yang ideal dengan hambatan internal yang terhubung dengannya. Resistansi internal ( RP ) menghasilkan efek yang sama seperti resistansi yang terhubung secara paralel (shunt) dengan sumber arus seperti yang ditunjukkan. Ingat bahwa elemen-elemen rangkaian secara paralel memiliki penurunan tegangan yang persis sama.
Anda mungkin telah memperhatikan bahwa sumber arus praktis sangat mirip dengan rangkaian ekuivalen Norton sebagaimana Teorema Norton menyatakan bahwa “setiap jaringan DC linier dapat diganti dengan rangkaian ekuivalen yang terdiri dari sumber arus konstan, IS secara paralel dengan resistor, RP“.
Perhatikan bahwa jika resistansi paralel ini sangat rendah, RP = 0, sumber arus hubung singkat. Ketika resistansi paralel sangat tinggi atau tidak terbatas, RP ≈ ∞, sumber arus dapat dimodelkan sebagai ideal. Sumber arus ideal memplot garis horizontal pada karakteristik I-V seperti yang ditunjukkan sebelumnya di atas.
Namun karena sumber arus praktis memiliki resistansi sumber internal, ini mengambil sebagian dari arus sehingga karakteristik sumber praktis ini tidak datar dan horizontal tetapi akan berkurang karena arus kini dipecah menjadi dua bagian, dengan satu bagian arus mengalir ke resistansi paralel, RP dan bagian lain dari arus yang mengalir langsung ke terminal output.
Hukum Ohm memberi tahu kita bahwa ketika arus, (i) mengalir melalui resistansi, (R) terjadi penurunan tegangan melintasi resistansi yang sama. Nilai tegangan drop ini akan diberikan sebagai i*RP. Kemudian VOUT akan sama dengan drop tegangan melintasi resistor tanpa beban terpasang.
Kita ingat bahwa untuk sumber arus yang ideal, RP tidak terbatas karena tidak ada resistansi internal, oleh karena itu tegangan terminal akan menjadi nol karena tidak ada penurunan tegangan.
Jumlah dari arus sekitar loop yang diberikan oleh hukum Kirchoff 1 - arus, KCL adalah: IOUT = IS - VS/RP. Persamaan ini dapat diplot untuk memberikan karakteristik I-V dari arus output. Ini diberikan sebagai garis lurus dengan kemiringan –RP yang memotong sumbu tegangan vertikal pada titik yang sama dengan IS ketika sumbernya ideal seperti yang ditunjukkan.
Oleh karena itu, semua sumber arus ideal akan memiliki karakteristik garis lurus I-V tetapi sumber arus praktis tidak ideal atau nyata akan memiliki karakteristik I-V yang sedikit miring ke bawah dengan jumlah yang sama dengan VOUT/RP di mana RP adalah hambatan sumber internal.
1. Nilai tanpa beban:
Kemudian tegangan rangkaian terbuka melintasi resistansi sumber internal dan terminal A dan B (VAB) dihitung pada 1500 volt.
Bagian 2: Jika resistor beban 250 Ohm terhubung ke terminal dari sumber arus praktis yang sama, hitung arus melalui setiap resistansi, daya yang diserap oleh setiap resistansi dan penurunan tegangan melintasi resistor beban. Gambarlah rangkaian.
2. Data diberikan dengan beban terhubung: IS = 3A, RP = 500Ω dan RL = 250Ω
2a. Untuk menemukan arus di setiap cabang resistif, kita dapat menggunakan aturan pembagian arus.
2b. Daya yang diserap oleh masing-masing resistor diberikan sebagai:
2c. Kemudian jatuh tegangan melintasi resistor beban, RL diberikan sebagai:
Kita dapat melihat bahwa tegangan terminal dari sumber arus praktis sirkit terbuka dapat sangat tinggi sehingga akan menghasilkan tegangan apa pun yang diperlukan, 1500 volt dalam contoh ini, untuk memasok arus yang ditentukan. Secara teori, tegangan terminal ini dapat tak terbatas ketika sumber mencoba untuk memberikan arus pengenal.
Menghubungkan beban di terminalnya akan mengurangi tegangan, 500 volt dalam contoh ini, karena sekarang arus memiliki tempat untuk pergi dan untuk sumber arus konstan, tegangan terminal berbanding lurus dengan hambatan beban.
Dalam kasus sumber arus tidak ideal yang masing-masing memiliki resistansi internal, resistansi internal total (atau impedansi) akan merupakan hasil dari penggabungan keduanya secara paralel, persis sama seperti untuk resistor secara paralel.
Ini kemudian membuatnya benar-benar independen dari rangkaian yang terhubung dengan sehingga disebut sebagai sumber arus independen yang ideal.
Sumber arus yang dikontrol atau tergantung pada sisi lain mengubah arus yang tersedia tergantung pada tegangan yang melintasi, atau arus yang melalui, beberapa elemen lain yang terhubung ke rangkaian. Dengan kata lain, output dari sumber arus dependen dikendalikan oleh tegangan atau arus lain.
Sumber arus dependent berperilaku mirip dengan sumber arus kami telah melihat sejauh ini, baik yang ideal (independen) dan praktis. Perbedaan kali ini adalah bahwa sumber arus dependen dapat dikontrol oleh tegangan atau arus input.
Sumber arus yang bergantung pada input tegangan umumnya disebut sebagai Voltage Controlled Current Source atau VCCS. Sumber arus yang tergantung pada input arus umumnya juga disebut sebagai Current Current Controlled Source atau CCCS.
Secara umum, sumber tergantung arus ideal, baik tegangan atau arus dikendalikan ditunjuk oleh simbol berbentuk berlian di mana panah menunjukkan arah arus, i seperti yang ditunjukkan.
Seperti namanya, sumber arus adalah elemen rangkaian yang mempertahankan aliran arus konstan terlepas dari tegangan yang dikembangkan di terminalnya karena tegangan ini ditentukan oleh elemen rangkaian lainnya. Yaitu, sumber arus konstan yang ideal secara terus-menerus menyediakan jumlah arus yang ditentukan terlepas dari impedansinya dan karena itu, sumber arus ideal dapat, secara teori, memasok energi dalam jumlah tak terbatas.
Jadi sama seperti sumber tegangan dapat dinilai, misalnya, 5 volt atau 10 volt, dll, sumber arus juga akan memiliki tingkat arus, misalnya, 3 ampere atau 15 ampere, dll. Sumber arus konstan ideal diwakili dengan cara yang mirip dengan sumber tegangan, tetapi kali ini simbol sumber arus adalah lingkaran dengan panah di dalamnya untuk menunjukkan arah aliran arus.
Arah arus akan sesuai dengan polaritas tegangan yang sesuai, mengalir keluar dari terminal positif. Huruf "i" digunakan untuk menunjukkan bahwa itu adalah sumber arus seperti yang ditunjukkan.
Sumber Arus Ideal (Independent)
Kemudian sumber arus ideal disebut "sumber arus konstan" karena menyediakan arus stabil (steady state) konstan terlepas dari beban yang terhubung dengannya menghasilkan karakteristik I-V yang diwakili oleh garis lurus.
Seperti halnya sumber tegangan, sumber arus dapat berupa independen (ideal) atau dependent (tergantung/dikontrol) oleh tegangan atau arus di tempat lain dalam rangkaian, yang dengan sendirinya dapat konstan atau bervariasi waktu.
Sumber arus independen yang ideal biasanya digunakan untuk menyelesaikan teorema rangkaian dan untuk teknik analisis rangkaian untuk rangkaian yang mengandung elemen aktif nyata. Bentuk paling sederhana dari sumber arus adalah rangkaian resistor dengan sumber tegangan menciptakan arus mulai dari beberapa mili-ampere hingga ratusan ampere. Ingat bahwa sumber arus bernilai nol adalah rangkaian terbuka karena R = 0.
Konsep sumber arus adalah elemen dua terminal yang memungkinkan aliran arus ditunjukkan oleh arah panah. Kemudian sumber arus memiliki nilai, i, dalam satuan ampere, (A) yang biasanya disingkat menjadi amp.
Hubungan fisik antara sumber arus dan variabel tegangan di sekitar jaringan diberikan oleh hukum Ohm karena tegangan dan variabel arus ini akan memiliki nilai yang ditentukan.
Mungkin sulit untuk menentukan besarnya dan polaritas tegangan dari sumber arus ideal sebagai fungsi dari arus terutama jika ada sumber tegangan atau arus lainnya dalam rangkaian yang terhubung.
Maka kita dapat mengetahui arus yang di supply oleh sumber arus tetapi bukan tegangan yang melewatinya kecuali jika daya yang di supply oleh sumber arus diberikan, seperti P = V*I. Namun, jika sumber arus adalah satu-satunya sumber dalam rangkaian, maka polaritas tegangan di seluruh sumber akan lebih mudah dibangun. Dan jika ada lebih dari satu sumber, maka tegangan terminal akan tergantung pada jaringan di mana sumber terhubung.
Menghubungkan Sumber arus Bersama
Sama seperti sumber tegangan, sumber arus ideal juga dapat dihubungkan bersama untuk menambah (atau mengurangi) arus yang tersedia. Tetapi ada aturan tentang bagaimana dua atau lebih sumber arus independen dengan nilai yang berbeda dapat dihubungkan, baik secara seri maupun paralel.Sumber Arus dalam Paralel
Menghubungkan dua atau lebih sumber arus secara paralel setara dengan satu sumber arus yang total arus outputnya diberikan sebagai tambahan aljabar dari masing-masing sumber arus. Di sini, dalam contoh ini, dua sumber arus 5 amp digabungkan untuk menghasilkan 10 amp karena IT = I1 + I2.
Sumber arus dari nilai yang berbeda dapat dihubungkan bersama secara paralel. Sebagai contoh, satu dari 5 amp dan satu dari 3 amp akan digabungkan untuk memberikan sumber arus tunggal 8 ampere sebagai panah yang mewakili sumber arus kedua titik dalam arah yang sama. Kemudian ketika kedua arus bertambah, koneksi mereka dikatakan: parallel-aiding.
Meskipun bukan praktik terbaik untuk analisis rangkaian, koneksi yang paralel-opposing atau berlawanan menggunakan sumber arus yang terhubung dalam arah yang berlawanan untuk membentuk sumber arus tunggal yang nilainya merupakan pengurangan aljabar dari masing-masing sumber.
Sumber Arus Paralel Berlawanan (opposing)
Di sini, karena dua sumber arus dihubungkan dalam arah yang berlawanan (ditunjukkan oleh panah mereka), dua arus saling mengurangi satu sama lain karena keduanya menyediakan jalur loop tertutup untuk arus sirkulasi yang sesuai dengan Hukum Kirchoff 1 - Arus, KCL.
Jadi misalnya, dua sumber arus masing-masing 5 amp akan menghasilkan output nol sebagai 5A -5A = 0A. Demikian juga, jika dua arus memiliki nilai yang berbeda, 5A dan 3A, maka output akan menjadi nilai yang dikurangi dengan arus yang lebih kecil dikurangi dari arus yang lebih besar. Menghasilkan IT 5 - 3 = 2A.
Kita telah melihat bahwa sumber arus ideal dapat dihubungkan bersama secara paralel untuk membentuk sumber arus paralel-aiding atau paralel-opposing. Apa yang tidak diperbolehkan atau bukan praktik terbaik untuk analisis rangkaian, adalah menghubungkan bersama sumber arus ideal dalam kombinasi seri.
Sumber Arus dalam Seri
Sumber arus tidak diperbolehkan untuk dihubungkan bersama secara seri, baik dari nilai yang sama atau yang dengan nilai yang berbeda. Di sini, dalam contoh ini, dua sumber arus masing-masing 5 amp dihubungkan bersama-sama secara seri, tetapi berapakah nilai arus yang dihasilkan.
Apakah sama dengan satu sumber 5 amp, atau sama dengan penambahan dua sumber, yaitu 10 amp. Kemudian sumber seri terhubung arus menambahkan faktor yang tidak diketahui ke dalam analisis rangkaian, yang tidak baik. Juga, alasan lain mengapa sumber terhubung seri tidak diperbolehkan untuk teknik analisis rangkaian adalah bahwa mereka mungkin tidak memasok arus yang sama dalam arah yang sama. Arus yang membantu (aiding) seri atau menentang (opposing) seri tidak ada untuk sumber arus ideal.
Contoh: Sumber Arus No.1
Dua sumber arus masing-masing 250 mili-amp dan 150 mili-amp dihubungkan secara bersamaan dalam konfigurasi paralel-aiding untuk memasok beban terkoneksi sebesar 20 ohm. Hitung penurunan tegangan melintasi beban dan daya hilang. Gambarlah rangkaian.Kemudian, IT = 0.4A atau 400mA, VR = 8V, dan PR = 3.2W
Sumber Arus Praktis
Kita telah melihat bahwa sumber arus konstan yang ideal dapat memasok jumlah arus yang sama tanpa batas terlepas dari tegangan pada terminalnya, sehingga menjadikannya sumber independen. Oleh karena itu ini menyiratkan bahwa sumber arus memiliki resistansi internal yang tak terbatas, (R = ∞).Gagasan ini bekerja dengan baik untuk teknik analisis rangkaian, tetapi di dunia nyata sumber arus berperilaku sedikit berbeda karena sumber arus praktis selalu memiliki resistansi internal, tidak peduli seberapa besar (biasanya dalam rentang mega-ohm), menyebabkan sumber yang dihasilkan agak berbeda dengan beban.
Sumber arus yang praktis atau tidak ideal dapat direpresentasikan sebagai sumber yang ideal dengan hambatan internal yang terhubung dengannya. Resistansi internal ( RP ) menghasilkan efek yang sama seperti resistansi yang terhubung secara paralel (shunt) dengan sumber arus seperti yang ditunjukkan. Ingat bahwa elemen-elemen rangkaian secara paralel memiliki penurunan tegangan yang persis sama.
Sumber Arus Ideal dan Praktis
Anda mungkin telah memperhatikan bahwa sumber arus praktis sangat mirip dengan rangkaian ekuivalen Norton sebagaimana Teorema Norton menyatakan bahwa “setiap jaringan DC linier dapat diganti dengan rangkaian ekuivalen yang terdiri dari sumber arus konstan, IS secara paralel dengan resistor, RP“.
Perhatikan bahwa jika resistansi paralel ini sangat rendah, RP = 0, sumber arus hubung singkat. Ketika resistansi paralel sangat tinggi atau tidak terbatas, RP ≈ ∞, sumber arus dapat dimodelkan sebagai ideal. Sumber arus ideal memplot garis horizontal pada karakteristik I-V seperti yang ditunjukkan sebelumnya di atas.
Namun karena sumber arus praktis memiliki resistansi sumber internal, ini mengambil sebagian dari arus sehingga karakteristik sumber praktis ini tidak datar dan horizontal tetapi akan berkurang karena arus kini dipecah menjadi dua bagian, dengan satu bagian arus mengalir ke resistansi paralel, RP dan bagian lain dari arus yang mengalir langsung ke terminal output.
Hukum Ohm memberi tahu kita bahwa ketika arus, (i) mengalir melalui resistansi, (R) terjadi penurunan tegangan melintasi resistansi yang sama. Nilai tegangan drop ini akan diberikan sebagai i*RP. Kemudian VOUT akan sama dengan drop tegangan melintasi resistor tanpa beban terpasang.
Kita ingat bahwa untuk sumber arus yang ideal, RP tidak terbatas karena tidak ada resistansi internal, oleh karena itu tegangan terminal akan menjadi nol karena tidak ada penurunan tegangan.
Jumlah dari arus sekitar loop yang diberikan oleh hukum Kirchoff 1 - arus, KCL adalah: IOUT = IS - VS/RP. Persamaan ini dapat diplot untuk memberikan karakteristik I-V dari arus output. Ini diberikan sebagai garis lurus dengan kemiringan –RP yang memotong sumbu tegangan vertikal pada titik yang sama dengan IS ketika sumbernya ideal seperti yang ditunjukkan.
Karakteristik Sumber Arus Praktis/Aktual
Oleh karena itu, semua sumber arus ideal akan memiliki karakteristik garis lurus I-V tetapi sumber arus praktis tidak ideal atau nyata akan memiliki karakteristik I-V yang sedikit miring ke bawah dengan jumlah yang sama dengan VOUT/RP di mana RP adalah hambatan sumber internal.
Contoh: Sumber Arus No.2
Sumber arus praktis terdiri dari sumber arus ideal 3A yang memiliki resistansi internal sebesar 500 Ohm. Dengan tanpa-beban terpasang, hitung sumber arus tegangan terminal terbuka dan daya tanpa-beban yang diserap oleh resistor internal.1. Nilai tanpa beban:
Kemudian tegangan rangkaian terbuka melintasi resistansi sumber internal dan terminal A dan B (VAB) dihitung pada 1500 volt.
Bagian 2: Jika resistor beban 250 Ohm terhubung ke terminal dari sumber arus praktis yang sama, hitung arus melalui setiap resistansi, daya yang diserap oleh setiap resistansi dan penurunan tegangan melintasi resistor beban. Gambarlah rangkaian.
2. Data diberikan dengan beban terhubung: IS = 3A, RP = 500Ω dan RL = 250Ω
2a. Untuk menemukan arus di setiap cabang resistif, kita dapat menggunakan aturan pembagian arus.
2b. Daya yang diserap oleh masing-masing resistor diberikan sebagai:
PRP = P2RP x RP = 12 x 500 = 500W
PRL = I2RL x RL = 22 x 250 = 1000W
2c. Kemudian jatuh tegangan melintasi resistor beban, RL diberikan sebagai:
Kita dapat melihat bahwa tegangan terminal dari sumber arus praktis sirkit terbuka dapat sangat tinggi sehingga akan menghasilkan tegangan apa pun yang diperlukan, 1500 volt dalam contoh ini, untuk memasok arus yang ditentukan. Secara teori, tegangan terminal ini dapat tak terbatas ketika sumber mencoba untuk memberikan arus pengenal.
Menghubungkan beban di terminalnya akan mengurangi tegangan, 500 volt dalam contoh ini, karena sekarang arus memiliki tempat untuk pergi dan untuk sumber arus konstan, tegangan terminal berbanding lurus dengan hambatan beban.
Dalam kasus sumber arus tidak ideal yang masing-masing memiliki resistansi internal, resistansi internal total (atau impedansi) akan merupakan hasil dari penggabungan keduanya secara paralel, persis sama seperti untuk resistor secara paralel.
Sumber Arus Dependent (tergantung/terkontrol)
Kita sekarang tahu bahwa sumber arus ideal memberikan jumlah arus yang ditentukan benar-benar independen dari tegangan yang melewatinya dan dengan demikian akan menghasilkan tegangan apa pun yang diperlukan untuk mempertahankan arus yang diperlukan.Ini kemudian membuatnya benar-benar independen dari rangkaian yang terhubung dengan sehingga disebut sebagai sumber arus independen yang ideal.
Sumber arus yang dikontrol atau tergantung pada sisi lain mengubah arus yang tersedia tergantung pada tegangan yang melintasi, atau arus yang melalui, beberapa elemen lain yang terhubung ke rangkaian. Dengan kata lain, output dari sumber arus dependen dikendalikan oleh tegangan atau arus lain.
Sumber arus dependent berperilaku mirip dengan sumber arus kami telah melihat sejauh ini, baik yang ideal (independen) dan praktis. Perbedaan kali ini adalah bahwa sumber arus dependen dapat dikontrol oleh tegangan atau arus input.
Sumber arus yang bergantung pada input tegangan umumnya disebut sebagai Voltage Controlled Current Source atau VCCS. Sumber arus yang tergantung pada input arus umumnya juga disebut sebagai Current Current Controlled Source atau CCCS.
Secara umum, sumber tergantung arus ideal, baik tegangan atau arus dikendalikan ditunjuk oleh simbol berbentuk berlian di mana panah menunjukkan arah arus, i seperti yang ditunjukkan.
Simbol Sumber Arus Dependent (tergantung/terkontrol)
Sumber arus terkontrol tegangan dependen yang ideal, VCCS, mempertahankan arus output, IOUT yang sebanding dengan tegangan input pengontrol, VIN. Dengan kata lain, arus output "tergantung" pada nilai tegangan input menjadikannya sumber arus dependen.
Kemudian arus output VCCS ditentukan oleh persamaan berikut: IOUT = αVIN. Konstanta pengali α (alpha) ini memiliki satuan SI mhos, ℧ (tanda Ohm terbalik) karena α = IOUT/VIN, dan karenanya unit-unitnya akan menjadi ampere/volt.
Sumber arus yang dikendalikan oleh arus ideal, CCCS, memelihara arus output yang sebanding dengan arus input pengontrol. Kemudian arus output "tergantung" pada nilai arus input, sekali lagi menjadikannya sumber arus dependen.
Sebagai arus pengontrol, IIN menentukan besarnya arus output, IOUT dikalikan dengan konstanta perbesaran β (beta), arus output untuk elemen CCCS ditentukan oleh persamaan berikut: IOUT = βIIN. Perhatikan bahwa konstanta pengali β adalah faktor penskalaan tanpa dimensi sebagai β = IOUT/IIN, jadi karena itu unitnya akan menjadi ampere/ampere.
Ringkasan Sumber Arus Listrik
Kita telah melihat dalam tutorial ini tentang Sumber Arus, bahwa sumber arus yang ideal, (R = ∞) adalah elemen aktif yang memberikan arus konstan yang benar-benar independen dari tegangan yang melaluinya sebagai akibat dari beban yang terhubung dengannya menghasilkan Karakteristik I-V diwakili oleh garis lurus.
Sumber arus independen yang ideal dapat dihubungkan bersama secara paralel untuk teknik analisis rangkaian baik sebagai konfigurasi paralel-aiding atau paralel-opposing, tetapi keduanya tidak dapat dihubungkan bersama secara seri.
Juga untuk menyelesaikan analisis rangkaian dan teorema, sumber arus menjadi sumber sirkit terbuka untuk menjadikan arusnya sama dengan nol. Perhatikan juga bahwa sumber arus mampu memberikan atau menyerap daya.
Dalam kasus sumber arus yang tidak ideal atau praktis, sumber-sumber ini dapat dimodelkan sebagai sumber arus ideal yang ekuivalen dan resistansi terhubung paralel internal (shunt) yang tidak terbatas tetapi dengan nilai yang sangat tinggi seperti R ≈ ∞ yang menghasilkan I-V. karakteristik yang tidak lurus tetapi menurun saat beban berkurang.
Kami juga telah melihat di sini bahwa sumber arus dapat dependent atau independen. Sumber dependen adalah sumber yang nilainya tergantung pada beberapa variabel rangkaian lainnya. Sumber arus yang dikontrol tegangan, VCCS, dan sumber arus yang dikendalikan arus, CCCS, adalah jenis sumber arus yang dependent/tergantung/dikontrol.
Sumber arus konstan dengan resistansi internal yang sangat tinggi menemukan banyak aplikasi dalam rangkaian dan analisis elektronik dan dapat dibangun menggunakan Transistor Bipolar, Dioda, Zener dan FET serta kombinasi perangkat solid-state ini.