Podręcznik

Spójrzmy na rys. 2:

Rys. 2: Źródło napięcia, wtórnik  i obciążenie
 

Pomiędzy źródło napięcia E_G o rezystancji wyjściowej R_G, a obciążenie R_O, został włączony specjalny układ W, który ma następujące właściwości:

- powtarza na swoim wyjściu napięcie pojawiające się na jego wejściu,

- może dostarczyć do obciążenia większy prąd, niż mogłoby to uczynić "pierwotne" źródło – w ten sposób zasila obciążenie R_O potrzebnym mu prądem, nie obciążając źródła sygnału i jednocześnie dostarczając do obciążenia napięcie identyczne z E_G.

Układ W, który spełnia powyższe warunki, jest nazywany wtórnikiem.

Oczywiście należy zaznaczyć, taki układ nie może sam z siebie wytwarzać dodatkowego prądu potrzebnego do wysterowani obciążenia, bo byłoby to naruszeniem fundamentalnej zasady zachowania energii, czyli odkryciem perpetuum mobile. Wtórnik zapewnia jedynie przepływ do obciążenia "brakującego" prądu z zewnętrznego źródła zasilającego - tak, by było możliwe odłożenie na obciążeniu napięcia E_G. Można powiedzieć, że wtórnik "łączy" napięcie podawane na jego wejście z zewnętrznym prądem, umożliwiając w ten sposób dostarczenie do obciążenia większej mocy, niż mogłoby to uczynić oryginalne źródło[1].

Opisany wyżej wtórnik jest teoretycznym układem idealnym, o następujących parametrach elektrycznych:

- wzmocnieniu napięciowym k_u równym 1 (bo na wyjściu ma dokładnie powtarzać napięcie ze swojego wejścia),

- nieskończenie wielkiej rezystancji wejściowej r_we (bo układ nie powinien obciążać źródła sygnału, nawet gdy jego rezystancja wewnętrzna jest ogromna),

- nieskończenie małej rezystancji wyjściowej r_wy (bo zadaniem idealnego wtórnika jest wysterowanie obciążenia o dowolnie małej rezystancji).

Oczywiście idealnego wtórnika nie da się w praktyce zrealizować, jednak na podstawie powyższych rozważań można sformułować zestaw wymagań, na które trzeba zwrócić uwagę przy projektowaniu wtórnika rzeczywistego:

- wtórnik powinien zapewnić jak największą rezystancję wejściową r_we (w idealnym przypadku powinna być nieskończona)

- wtórnik powinien zapewnić jak najmniejszą rezystancję wyjściową r_wy (w idealnym przypadku powinna być zerowa)

- wtórnik powinien mieć wzmocnienie napięciowe k_u możliwie jak najbliższe jedności. W idealnym przypadku powinno być równe 1 V/V).

Niestety w rzeczywistości są to warunki wzajemnie sprzeczne, co sprawia, że zadaniem konstruktora wtórnika jest znalezienie pewnego optimum, które w konkretnej sytuacji "połączy ogień z wodą".

W dalszej części zostaną opisane sposoby realizacji najprostszych wtórników.