Az áramforrás (IT) olyan elektronikus eszköznek tekinthető, amely elektromos árammal látja el a külső áramkört, függetlenül az áramkör elemeinek és önmagának a feszültségétől.
Az IT megkülönböztető tulajdonsága a nagy (ideális esetben végtelenül nagy) belső ellenállása Rext. Miért?
Képzeljük el, hogy az áramellátás 100%-át át akarjuk vinni a tápegységről a terhelésre. Ez egy energiaátadás.
A 100%-os teljesítmény biztosításához a forrástól a terhelésig, el kell osztani az ellenállást az áramkörben, hogy a terhelés megkapja ezt a teljesítményt. Ezt a folyamatot áramfelosztásnak nevezik.
Az áram mindig a legrövidebb utat választja, a legkisebb ellenállású útvonalat választva. Ezért esetünkben úgy kell megszerveznünk a forrást és a terhelést, hogy az első sokkal nagyobb ellenállású legyen, mint a második.
Ez biztosítja, hogy az áram a forrástól a terhelésig folyjon. Ezért ebben a példában egy ideális áramforrást használunk, amelynek végtelen belső ellenállása van. Ez biztosítja, hogy az áram az IT-ből a legrövidebb úton, azaz a terhelésen keresztül folyjon.
MertA forrás Rext végtelenül nagy, a belőle kimenő áram nem fog változni (a terhelési ellenállás értékének változása ellenére). Az áram mindig az IT végtelen ellenállásán keresztül halad a viszonylag kis ellenállású terhelés felé. Ez egy ideális forrás kimeneti áramának grafikonját mutatja.
Végtelenül nagy IT belső ellenállás esetén a terhelési ellenállás értékében bekövetkező bármilyen változás nincs hatással az ideális forrás külső áramkörében folyó áram nagyságára.
A végtelen ellenállás dominál az áramkörben, és nem teszi lehetővé az áram változását (a terhelési ellenállás ingadozása ellenére).
Nézzük meg az alábbi ideális áramforrás áramkört.
Mivel az IT végtelen ellenállással rendelkezik, a forrásból folyó áram hajlamos megtalálni a legkisebb ellenállású utat, ami 8Ω-os terhelés. Az áramforrásból származó összes áram (100 mA) a 8Ω-os felhúzóellenálláson keresztül folyik. Ez az ideális eset a 100%-os energiahatékonyság példája.
Most nézzük a valódi IT-áramkört (lásd alább).
Ennek a forrásnak az ellenállása 10 MΩ, ami elég nagy ahhoz, hogy a forrás teljes 100 mA-éhez nagyon közeli áramot biztosítson, azonban ebben az esetben az IT nem adja le teljesítményének 100%-át.
Ez azért van, mert a belsőa forrás ellenállása felveszi az áram egy részét, ami bizonyos mértékű szivárgást eredményez.
Kiszámolható egy adott felosztással.
A forrás 100 mA-t szolgáltat. Ezt az áramot ezután megosztják a 10 MΩ-os forrás és a 8Ω-os terhelés között.
Egy egyszerű számítással meghatározhatja, hogy az áram mely része folyik át a terhelési ellenálláson 8Ω
I=100mA -100mA (8x10-6 MΩ /10MΩ)=99,99 mA.
Bár fizikailag ideális áramforrások nem léteznek, modellként szolgálnak a jellemzőikben közel álló valódi IT-k felépítéséhez.
A gyakorlatban különféle típusú áramforrásokat használnak, amelyek az áramköri megoldásokban különböznek egymástól. A legegyszerűbb IT lehet egy feszültségforrás áramkör, amelyhez ellenállás van csatlakoztatva. Ezt az opciót rezisztívnek nevezik.
Tranzisztorra nagyon jó minőségű áramforrás építhető. Létezik olcsó kereskedelmi FET áramforrás is, ami csak egy p-n átmenettel és a forráshoz csatlakozó kapuval ellátott FET.
