Джерела напруги й струму

При розрахунках електричних ланцюгів реальні джерела електричної енергії звичайно заміняють ідеалізованими – джерелом напруги або джерелом струму. Джерелом напруги вважається таке джерело, у якого напруга на вихідних затисках практично не залежить від сили струму, тому що його внутрішній опір R₀ є незмірно менший у порівнянні з опором R споживача. Джерелом, струму вважається таке джерело, струм якого не залежить від напруги на його затисках, тому що його внутрішня провідність G₀ незмірно менша за провідність G споживача. На рис. 1.1 показані схеми їхнього заміщення. Таким чином, джерела напруги працюють у режимі, близькому до режиму холостого ходу, при яких U_хх=Е. До таких джерел відносять електричні генератори й акумулятори. Джерела струму звичайно працюють у режимі, близькому до режиму короткого замикання, при якому I=I_кз. Очевидно, якщо R_о<R, то опором джерела можна зневажити, а якщо R₀>R (G₀<G), то не враховувати опір споживача не можна. Якщо R₀ джерела і R споживача близькі за значеннями, то потрібно опори, які виносяться з джерела енергії (R₀ або G₀), поєднувати з R або G споживача.

 

а) б)

 

Рис. 1.1. Джерела напруги (а) і струму (б)

 

Джерело напруги позначається кружком із стрілкою усередині й буквою Е (рис. 1.1, а), а джерело струму — кружком з подвійною стрілкою усередині і буквою I (рис. 1.1, б). Напрямок електрорушійної сили (ЕРС) і струму усередині джерела приймається від нижчого потенціалу до вищого.

Джерела напруги та струму можуть бути лінійними й нелінійними.

Якщо зовнішні характеристики, тобто залежності U = f(I) у джерела напруги і I=f(U) у джерела струму, є прямі лінії, то джерела вважаються лінійними. У випадку коли зовнішні характеристики мають вигляд кривих, джерела нелінійні.