1-12

12,Два типа элементов электрической цепи. Идеальный и реальный источники ЭДС и тока: определения, параметры. Примеры реальных источников ЭДС и тока.

1) Идеальный источник ЭДС – источник ЭДС, напряжение на зажимах которого не зависит от нагрузки (точнее, от тока , протекающего через него).

Он всегда поддерживает определённое напряжение на своих зажимах.

Внутреннее сопротивление идеального источника ЭДС равно нулю.

В источнике ЭДС напряжение положительно, когда направлено от вывода (+) к выводу (–), а величина ЭДС – наоборот, от (–) к (+).

Для идеального источника напряжения наиболее благоприятен режим ХХ, режим КЗ запрещён, т. к. при КЗ по цепи будет протекать электрический ток бесконечной величины.

Идеальный источник ЭДС является основным элементом математической модели реальных источников напряжения (электрические и солнечные батареи, аккумуляторы, различные генераторы и т. д.), которые заменяются последовательным соединением идеального источника ЭДС и активного сопротивления, равного внутреннему сопротивлению источника, которое обычно невелико (обычно меньше 1 Ом). Идеальный источник тока

Напряжение на клеммах идеального источника тока зависит только от сопротивления внешней цепи:

Мощность, отдаваемая источником тока в сеть, равна:

Так как для источника тока , напряжение и мощность, выделяемая им, неограниченно растут при росте сопротивления.

Реальный источник тока

Реальный источник тока, так же как и источник ЭДС, в линейном приближении может быть описан таким параметром, как внутреннее сопротивление . Отличие состоит в том, что чем больше внутреннее сопротивление, тем ближе источник тока к идеальному (источник ЭДС, наоборот, тем ближе к идеальному, чем меньше его внутреннее сопротивление).

Напряжение на клеммах реального источника тока равно:

Сила тока в цепи равна:

Мощность, отдаваемая реальным источником тока в сеть, равна:

2) Идеальный источник тока – это такой источник, ток которого не зависит от нагрузки (точнее, от напряжения , возникающего на его зажимах).

Он всегда поддерживает на своих зажимах определённый ток.

Внутреннее сопротивление идеального источника тока равно бесконечности, т. е. внутри такого источника электрический ток не течёт.

Для идеального источника тока наиболее благоприятен режим КЗ, режим ХХ запрещён, т. к. из-за его бесконечно большого сопротивления на выводах источника будет неограниченное по величине (бесконечное) напряжение.

Идеальный источник тока является основным элементом модели реальных источников тока, которыми можно назвать различные схемы с большим внутренним сопротивлением, обеспечивающие протекание тока на выходе (схема так называемого “токового зеркала”, устройства на основе операционных усилителей и т. д.). Такие источники заменяются параллельным соединением идеального источника тока и внутреннего сопротивления источника, которое очень велико и может достигать нескольких МОм.

Примеры

Источником тока является катушка индуктивности, по которой шёл ток от внешнего источника, в течение некоторого времени () после отключения источника. Этим объясняется искрение контактов при быстром отключении индуктивной нагрузки: стремление к сохранению тока при резком возрастании сопротивления (появление воздушного зазора) ведёт к пробою зазора.

Вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого последовательно включена в мощную линию переменного тока, может рассматриваться как почти идеальный источник тока, только не постоянного, а переменного. Поэтому размыкание вторичной цепи трансформатора тока недопустимо; вместо этого при необходимости перекоммутации в цепи вторичной обмотки без отключения линии эту обмотку предварительно шунтируют.