Русская Википедия:Источник ЭДС
Исто́чник ЭДС (идеа́льный источник напряже́ния) — двухполюсник, напряжение на зажимах которого не зависит от тока, протекающего через источник и равно его ЭДС[1]. ЭДС источника может быть задана либо постоянным, либо как функция времени, либо как функция от внешнего управляющего воздействия. В простейшем случае ЭДС определена как константа, обычно обозначаемая буквой <math>\mathcal{E}</math>.
Внутреннее сопротивление источника ЭДС равно нулю[1].
Свойства
Идеальный источник напряжения
Напряжение на выводах идеального источника напряжения не зависит от нагрузки <math>U=\mathcal{E}=\text{const}</math>. Ток определяется только сопротивлением внешней цепи <math>R</math>:
- <math>I=\frac{U}{R}.</math>
Модель идеального источника напряжения используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. Собственно, идеальный источник напряжения (источник ЭДС) является физической абстракцией, поскольку при стремлении сопротивления нагрузки к нулю <math>R \rightarrow 0</math> отдаваемый ток и электрическая мощность неограниченно возрастают, что противоречит физической природе источника.
Реальный источник напряжения
В реальности любой источник напряжения обладает внутренним сопротивлением <math>r</math>. Следует отметить, что внутреннее сопротивление — это исключительно конструктивное свойство источника. Эквивалентная схема реального источника напряжения представляет собой последовательное включение идеального источника ЭДС <math>\mathcal{E}</math> и внутреннего сопротивления <math>r</math>.
На рисунке 3 приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия).
- <math>\mathcal{E} = U_r + U_R,</math>
где
- <math>U_r = I \cdot r,</math> — падение напряжения на внутреннем сопротивлении;
- <math>U_R = I \cdot R, </math> — падение напряжения на нагрузке.
При коротком замыкании <math>R = 0</math> вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток короткого замыкания <math>I_{\text{s.c.}}</math> будет максимален. Зная напряжение холостого хода <math>U_{\text{xx}}</math> и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:
- <math>r = \frac{U_{\text{xx}}}{I_{\text{s.c.}}}.</math>
Применение
Различают источник постоянного и переменного напряжения, а также источник напряжения, управляемые напряжением (ИНУН) и источники напряжения, управляемые током (ИНУТ).
Обозначения
Существуют различные варианты обозначений источника напряжения. Наиболее часто встречается обозначение (a) . Вариант (c) устанавливается ГОСТ[2] и IEC[3]. Стрелка в кружке указывает на положительную клемму на выходе источника. При выборе обозначения нужно быть осмотрительным и использовать пояснения, чтобы не допускать путаницы с источниками тока (b), который обозначен так в статье «Источник тока».
См. также
- Источник тока
- Внутреннее сопротивление
- Закон Ома
- Опыт холостого хода
- Опыт короткого замыкания
- Теорема Тевенена
- Правила Кирхгофа
Примечания
Литература
- Электротехника: Учеб. для вузов/А. С. Касаткин, М. В. Немцов.— 7-е изд., стер.— М.: Высш. шк., 2003.— 542 с.: ил. ISBN 5-06-003595-6
- Шаблон:Книга
- ↑ 1,0 1,1 Шаблон:Книга
- ↑ ГОСТ 2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.
- ↑ IEC 617-2:1996. Graphical symbols for diagrams — Part 2: Symbol elements, qualifying symbols and other symbols having general application
