Источник эдс и источник тока

 

Процессы, происходящие в источниках электрической энергии, различаются многообразием в зависимости от их вида и описываются сложными уравнениями. Однако с позиций потребителей электрической энергии рассчитанные токи и напряжения получаются очень близкими к реальным, если источники электрической энергии заменить идеальными, а потери мощности и напряжения в них учесть включенными последовательно или параллельно сопротивлениями, индуктивностями или емкостями.

В отличие от пассивных элементов, где ток протекает от большего потенциала к меньшему, в источнике ЭДС этот процесс обратный вследствие действия внутренних сил источника. Работа, затрачиваемая на перемещение заряда от вывода “–” к выводу “+” и отнесенная к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника, и обозначатся в общем случае как e, а постоянная ЭДС, как Е. Соответственно, напряжение на выводах источника ЭДС равно u = e, т.е., положительное направление напряжения противоположно положительному направлению ЭДС.

Источник ЭДС конечной мощности изображается идеальным источником ЭДС и последовательно включенным пассивным элементом (рис. 1.8.б), параметры которого подбираются такими, чтобы отобразить реальные процессы на выводах источника. В цепях постоянного тока это, как правило, внутреннее сопротивление (на рис. 1.8б обозначено как R_вн), величина которого много меньше параметров внешней цепи. В некоторых случаях этим сопротивлением можно пренебречь (в зависимости от требуемой точности расчета). Вольтамперные характеристики идеального (1) и реального (2) источников ЭДС постоянного тока изображены на рис. 1.10а.

Источник токапредставляет собой активный элемент, ток которого практически не зависит от напряжения на его выводах. Это может быть, если сопротивление источника тока несоизмеримо больше сопротивления внешней цепи. Целесообразно ввести понятие идеального источника тока. Очевидно, чтоу идеального источника тока внутреннее сопротивление равно бесконечности.

Условное обозначение идеального источника тока приведено на рис. 1.9а. Двойная стрелка и знаки (+) и (–) указывают на положительное направление тока и полярность источника.

Если к идеальному источнику тока подключить сопротивление и увеличивать его до бесконечности, то напряжение на его выводах и соответственно мощность будут неограниченно возрастать. Поэтому идеальный источник тока, также как и идеальный источник ЭДС, рассматриваются как источники бесконечной мощности.

Источники тока конечной мощности (реальные) изображается в виде идеального с подключенным к нему пассивным элементом (рис. 1.9б), которым ограничивается мощность, выдаваемая во внешнюю цепь, и отражаются внутренние параметры источника. Ток реального источника меньше тока идеального на величину тока I_вн, протекающего по внутреннему сопротивлениюR_вн.

Вольтамперные характеристики идеального 3 и реального 4 источников постоянного тока изображены на рис. 1.10б.