1.2 Активные элементы цепей

/

В теории электрических цепей используют так называемые расчетные источники: источники ЭДС и источники тока. При этом используют понятие идеального и реального источников.

Под идеальным источником ЭДС понимают источник, напряжение на зажимах которого не зависит от протекающего через него тока.

Полагают, что внутри такого источника пассивные элементы отсутствуют и его внутреннее сопротивление равно нулю.

Рисунок 1.1 – Идеальный источник ЭДС, (а) схематическое изображение; (б) график зависимости напряжения на зажимах источника от протекающего по нему тока

Схематическое изображение такого источника показано на рисунке 1.1,а, а зависимость напряжения на зажимах источника от протекающего по нему тока на рисунке 1.1,б.

Стрелка внутри кружка направлена к более высокому потенциалу.

Реальный источник ЭДС отличается от идеального наличием внутреннего сопротивления. Его схематическое изображение показано на рисунке 1.2,а, а зависимость выходного напряжения от тока на рисунке 1.2,б.

Рисунок 1.2 – Реальный источник ЭДС, (а) схематическое изображение; (б) график зависимости выходного напряжения от тока

Если под действием ЭДС Е через источник протекает ток I, то напряжение на его зажимах U=E-IR_вн и с ростом тока падает.

Под идеальным источником тока понимают источник, ток которого не зависит от сопротивления нагрузки, к которой он подключен.

Внутреннее сопротивление такого источника бесконечно велико. Реальный источник тока отличается от идеального конечной величиной внутреннего сопротивления.

Схематические изображения идеального и реального источников тока показаны на рисунке 1.3,а и 1.3,б соответственно.

Рисунок 1.3 – Схематическое изображение источника тока: (а) идеального; (б) реального

Какой из двух расчетных схем пользоваться, совершенно безразлично. Для перехода от реального источника тока к реальному источнику ЭДС необходимо найти ЭДС эквивалентного источника Е=J•R_вн и последовательно включить внутреннее сопротивление R_вн.

Рассмотрим пример: источник тока дает ток J = 40А. Шунтирующее его сопротивление R_вн = 3Ом. Преобразовать в эквивалентный источник ЭДС.

ЭДС Е= J•R_вн= 40𔅗=120В. Следовательно, параметры эквивалентной схемы (рис.2,а) таковы: Е=120В; R_вн = 3Ом.

/

Другие разделы главы 1:

• Введение
• 1.1 Основные понятия и определения
• 1.2 Активные элементы цепей
• 1.3 Пассивные элементы цепей
• 1.4 Электрический ток и его положительное направление
• 1.5 Напряжение на участке цепи. Обобщенный закон Ома
• 1.6 Законы Кирхгофа
• 1.7 Потенциальная диаграмма
• 1.8 Энергетический баланс в электрических цепях
• 1.9 Методы расчета цепей постоянного тока
• 1.10 Входные и взаимные проводимости ветвей
• 1.11 Теорема компенсации
• 1.12 Замена нескольких параллельных ветвей, содержащих источники ЭДС и источники тока, одной эквивалентной
• 1.13 Метод двух узлов (узлового напряжения)
• 1.14 Метод узловых потенциалов
• 1.15 Принцип наложения и метод наложения
• 1.16 Активный и пассивный двухполюсники. Метод эквивалентного генератора
• 1.17 Передача энергии от активного двухполюсника нагрузке