Глава 4.  ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

 

4.1. Общие характеристики источников электрической энергии

 

Рассмотрим характеристики источников электрической энергии. В литературе достаточно часто источники электрической энергии называют источниками тока. Однако следует различать источники тока и источники напряжения. Источником напряжения называется источник постоянного или переменного напряжения, у которого внутреннее сопротивление равно нулю. Напряжение на зажимах такого источника не зависит от сопротивления нагрузки. Источник напряжения называют также источником ЭДС. Условное обозначение источника напряжения приведено на рисунке 4.1а.

Источником тока называется источник постоянного или переменного тока, у которого внутреннее сопротивление равно бесконечности. Сила тока через нагрузку, подключенную к такому источнику, не зависит от сопротивления нагрузки. Условное обозначение источника тока приведено на рисунке 4.1б.

Один и тот же реальный источник можно изобразить так, как показано на рисунках 4.2а и 4.2б. Эти две схемы эквивалентны. Схема, приведенная на рисунке 4.2а, позволяет рассчитать ток в нагрузке при известном сопротивлении нагрузки, внутреннем сопротивлении и ЭДС источника напряжения. Схема, приведенная на рисунке 4.2б, позволяет рассчитать напряжение на нагрузке при известном сопротивлении нагрузки, внутреннем сопротивлении и токе  источника тока.

На рисунке 4.3 приведены графики зависимостей напряжения на зажимах реального источника напряжения от силы тока нагрузки для двух различных значений внутреннего сопротивления источника.

Для получения меньших напряжений используют делители напряжения на резисторах (рис. 4.4). Пусть имеющийся источник напряжения характеризуется электродвижущей силой e₁ и внутренним сопротивлением равным нулю. Выход делителя можно рассматривать как другой источник напряжения, имеющий ЭДС e₂ =e₁×R₂/(R₁+R₂) и внутреннее сопротивление r₂=R₁×R₂/(R₁+R₂). Выражения для ЭДС и внутреннего сопротивления другого источника напряжения получаются из законов Ома.