Apa itu Transformasi Sumber?

Transformasi sumber adalah proses representasi sirkuit dari sudut pandang beban, atau sirkuit berikutnya. Konsep transformasi sumber menunjukkan bahwa setiap sumber daya dapat direpresentasikan sebagai sumber tegangan atau sumber arus. Jika impedansi listrik yang disajikan ke beban atau rangkaian berikutnya dapat dihitung, analisis rangkaian disederhanakan. Transformasi sumber diterapkan pada desain dan pengujian berbagai jenis rangkaian – mulai dari rangkaian arus searah (DC) yang relatif sederhana, untuk perhitungan daya keadaan tunak, hingga rangkaian yang lebih kompleks. Untuk frekuensi tinggi arus bolak-balik (AC), seperti frekuensi radio, transformasi sumber membantu dalam merancang sirkuit pencocokan impedansi untuk transfer daya maksimum.

Sumber daya apa pun akan menghadirkan impedansi dalam kondisi AC. Matematika yang terlibat dalam mewakili impedansi di bawah kondisi tunak DC dapat dijelaskan dengan mudah. Sel atau baterai 1.5 volt (V) biasa dan baru akan memiliki tegangan rangkaian terbuka sekitar 1.5 V. Ketika baterai ini dihubungkan ke peralatan dan dayanya habis, tegangan turun di bawah 1.5 V. Sudah pasti bahwa akan ada arus bukan nol dari baterai.

Misalnya, jika baterai 1.5 V mengukur 1.4 V ketika arus 0.01 ampere (A) mengalir melaluinya, baterai dapat direpresentasikan sebagai sumber tegangan 1.5 V yang ideal secara seri dengan resistansi internal. Resistansi internal memiliki penurunan 0.1 V, yang merupakan perbedaan dari sumber tegangan ideal internal dan output terminal. Arus 0.01 A menunjukkan bahwa hambatan baterai harus 0.1 V/0.01 A sama dengan 10 ohm. 10 ohm adalah resistansi internal yang dihitung dari baterai dan didistribusikan di dalam susunan elektrolit dan elektroda di dalam baterai.

Teorema Thevenin menyatakan bahwa setiap sumber daya adalah sumber tegangan ideal yang dirangkai secara seri dengan hambatan dalam. Untuk analisis transien dan AC, teorema Thevenin masih berlaku, tetapi kompleksitas muncul ketika komponen resistif, kapasitif, dan induktif dari resistansi internal harus dihitung. Dalam impedansi paling sederhana pada kondisi DC kondisi tunak, baterai di dalam dapat diwakili oleh jaringan resistansi dengan nilai resistansi yang bergantung pada suhu dan arus. Untuk menggambarkan teorema Thevenin secara sederhana, sumber tegangan diperlakukan sebagai hubung singkat, kemudian resistansi yang terlihat pada terminal output akan dihitung menggunakan hukum Ohm yang menyarankan penambahan resistansi secara seri.

Di bawah teorema Norton, transformasi sumber menunjukkan bahwa resistansi internal dihitung dengan cara yang sama. Alih-alih sumber tegangan resistansi nol, sumber arus resistansi tak terbatas digunakan, tetapi hasilnya sama. Tegangan dan arus yang dihitung, dan oleh karena itu daya yang dikirim ke beban eksternal, akan sama menggunakan teorema Thevenin atau Norton.