Обозначения

Рисунок 4. Обозначения источника напряжения на схемах

3. Источник тока.

Исто́чник то́ка — двухполюсник, создающий в нагрузке электрический ток, причем сила тока не зависит от сопротивления нагрузки. Используются также термины генератор тока и идеальный источник тока. Источник тока — модель реального источника электроэнергии или часть такой модели.

Свойства

Источник тока

Напряжение на клеммах источника тока (не путать с реальным источником!) зависит только от сопротивления нагрузки:

Мощность, отдаваемая источником тока в нагрузку,

Поскольку для источника тока , то напряжение на его клеммах и мощность, передаваемая им в нагрузку, с ростом сопротивления нагрузки возрастают, достигая в пределе бесконечных значений.

Реальный источник

В линейном приближении любой реальный источник тока или иной двухполюсник может быть представлен в виде модели, содержащей, по меньшей мере, два элемента: идеальный источник и внутреннее сопротивление (проводимость). Одна из двух простейших (содержащих наименьшее число элементов—всего два элемента) моделей—модель Тевенина—содержит источник ЭДС, соединенный последовательно с сопротивлением, а другая, противоположная ей, модель Нортона—источник тока, соединенный параллельно с проводимостью (т.е. идеальным резистором, свойства которого принято характеризовать значением проводимости). Соответственно, реальный источник в линейном приближении может быть описан при помощи двух параметров: ЭДС источника напряжения (или силы тока источника тока) и внутреннего сопротивления (или внутренней проводимости ).

Можно показать, что реальный источник тока с внутренним сопротивлением эквивалентен реальному источнику ЭДС, имеющему внутреннее сопротивление и ЭДС .

Напряжение на клеммах реального источника тока равно

Сила тока в цепи равна

Мощность, отдаваемая реальным источником тока в сеть, равна

Реальные генераторы тока имеют различные ограничения (например, по напряжению на его выходе), а также нелинейные зависимости от внешних условий. В частности, реальные генераторы тока создают электрический ток только в некотором диапазоне напряжений, верхний порог которого зависит от напряжения питания источника. Таким образом, реальные источники тока имеют ограничения по нагрузке.

Обозначения

4. Закон Ома для неразветвленного участка цепи

Неразветвленная электрическая цепь характеризуется тем, что на всех ее участках протекает один и тот же ток, а разветвленная содержит одну или несколько узловых точек, при этом на участках цепи протекают разные токи.

Электрические цепи подразделяют на неразветвленные и разветвленные. На рисунке 1 представлена схема простейшей неразветвленной цепи. Во всех её элементах течёт один и тот же ток.

рис. 1

Простейшая разветвленная цепь изображена на рисунке 2. В ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течёт свой ток

рис. 2

Закон Ома для участка цепи I=U/R

Возьмем замкнутую электрическую цепь (рисунок 3) и рассмотрим ее участок между точками 1-2.

рис. 3

Закон Ома для рассматриваемого участка цепи имеет вид:

φ1-φ2=I*R, где

• I - ток, протекающий по участку цепи.

• R - сопротивление этого участка.

• φ1-φ2 - разность потенциалов между точками 1-2.

Если учесть, что разность потенциалов это напряжение, то приходим к производной формулы закона Ома, которая приведена в начале страницы: U=I*R

Это формула закона Ома для пассивного участка цепи (не содержащего источников электроэнергии).

В неразветвленной электрической цепи (рис.2) сила тока во всех участках одинакова, а напряжение на любом участке определяется его сопротивлением:

• U₁=I*R₁

• U₂=I*R₂

• Un=I*Rn

• U=I*(R₁+R₂+...+Rn

Отсюда можно получить формулы, которые пригодятся при практических вычислениях. Например:

U=U₁+U₂+...+Un или U₁/U₂/.../Un=R₁/R₂/.../Rn

Расчет сложных (разветвленных) цепей осуществляется с помощью законов Кирхгофа.