Вопрос №10

Идеальный источник ЭДС – это такой источник, который вырабатывает напряжение, величина которого не зависит от сопротивления нагрузки или тока нагрузки (рис. 3.15, а), т.е. U_н = E = const, при var (R_н, I_н). В обозначении «↑» показывает направление увеличения потенциала. Реальным источником, приближающимся к идеальному источнику ЭДС, является аккумулятор.

Идеальный источник ЭДС невозможен, так как мощность такого источника должна быть бесконечной. Рассчитаем I_н = U_н /R_н. Если R_н   , то P_ист = EI_н   .

Для реальных источников ЭДС (рис. 3.15, б) необходимо учитывать их внутреннее сопротивление R_i, что приводит к зависимости напряжения на нагрузке от тока нагрузки

U_н = E – I_н R_i.

Зависимость U_н (I_н) называется внешней характеристикой источника ЭДС (рис. 3.15, в). Чем меньше R_i, тем ближе источник к идеальному источнику ЭДС. Идеальный источник ЭДС должен иметь нулевое внутреннее сопротивление R_i = 0.

2) Идеальный источник тока. Это источник, вырабатывающий ток I через сопротивление нагрузки, величина которого не зависит от напряжения на нагрузке и ее сопротивления R_н (рис. 3.16, а), т.е. I_н = I = const, при var (U_н, R_н).

Идеальный источник тока невозможен, так как мощность такого источника должна быть бесконечной. Рассчитаем U_н = I_нR_н. Если R_н , то P = I_нU_н .

Для реального источника тока (рис. 3.16, б) необходимо учитывать его внутреннее сопротивление R_i, что приводит к зависимости тока через нагрузку от сопротивления нагрузки

I_н = I – I₁, I₁ = IR_н /(R_i+R_н).

Отсюда следует, что при увеличении сопротивления нагрузки часть тока I проходит через внутреннее сопротивление R_i, что приводит к уменьшению тока через нагрузку. Идеальный источник тока должен иметь внутреннее сопротивление R_i = , тогда I₁ = 0. На рис. 3.16, в показана внешняя характеристика источника тока.

Вопрос 11

Все активные элементы могут быть разделены на зависимые и независимые. Источники, которые создают напряжение и ток, величины которых не зависят от напряжения и тока на других участках электрической цепи, называются независимыми. Они рассмотрены в разделе 3.7. Источники, которые создают напряжение и ток, величины которых зависят от напряжения и тока на других участках цепи, называются зависимыми. Они приведены на рис. 3.18 и имеют следующие названия:

1) Источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН, рис. 3.18, а). Его параметром является K_u = U_2m /U_1m – коэффициент передачи по напряжению.

2) Источник напряжения, управляемый током (ИНУТ, рис. 3.18, б). Его параметром является K_iu = U_2m /I_1m – коэффициент преобразования тока в напряжение.

3) Источник тока, управляемый напряжением (ИТУН, рис. 3.18, в). Его параметром является K_ui = I_2m /U_1m – коэффициент преобразования напряжения в ток.

U₁

U₁

I₁

I₁

U₂ = K_uU₁

I₂ = K_u1U₁

U₂ = K_iuI₁

I₂ = K_iI₁

а б в г

Рис. 3.18

4) Источник тока, управляемый током (ИТУТ, рис. 3.18, г). Его параметром является K_i = I_2m /I_1m – коэффициент передачи по току.