Источник ЭДС

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Рисунок 1. Обозначение на схемах источника ЭДС (слева) и реального источника напряжения (справа). Вариант.

Источник ЭДС (идеальный источник напряжения) — двухполюсник, напряжение на зажимах которого постоянно и не зависит от тока в цепи. Напряжение может быть задано постоянным, либо как функция времени, либо по внешнему управляющему воздействию. В простейшем случае напряжение определено как константа \mathcal{E}.

Свойства[править | править вики-текст]

Идеальный источник напряжения[править | править вики-текст]

Рисунок 2. Реальный источник напряжения под нагрузкой
Рисунок 3. Нагрузочная характеристика идеального (синий) и реального (красный) источников.

Напряжение на выводах идеального источника напряжения не зависит от нагрузки U=\mathcal{E}=\text{const}. Ток определяется сопротивлением внешней цепи R:

I=\frac{U}{R}.

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 нагрузки к нулю R \rightarrow 0 отдаваемый ток и электрическая мощность неограниченно возрастают, что противоречит физической природе источника.

Реальный источник напряжения[править | править вики-текст]

В реальности, любой источник напряжения обладает внутренним сопротивлением r. Следует отметить, что внутреннее сопротивление — это исключительно конструктивное свойство источника. Эквивалентная схема реального источника напряжения представляет собой последовательное включение идеального источника ЭДС \mathcal{E} и внутреннего сопротивления r.

На рисунке 3 приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия).

\mathcal{E} = U_r + U_R,

где

U_r = I \cdot r, — падение напряжения на внутреннем сопротивлении;
U_R = I \cdot R,  — падение напряжения на нагрузке.

При коротком замыкании R = 0 вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток короткого замыкания I_{\text{s.c.}} будет максимален. Зная напряжение холостого хода U_{\text{xx}} и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:

r = \frac{U_{\text{xx}}}{I_{\text{s.c.}}}.

Применение[править | править вики-текст]

При помощи модели источника напряжения хорошо описываются химические источники тока, батарейки, гальванические элементы и бытовые электросети для маломощных потребителей.

Различают источник постоянного и переменного напряжения, а также источник напряжения, управляемые напряжением (ИНУН) и источники напряжения, управляемые током (ИНУТ).

Обозначения[править | править вики-текст]

Существуют различные варианты обозначений источника напряжения. Наиболее часто встречается обозначение (a) . Вариант (c) устанавливается ГОСТ[1] и IEC[2]. Cтрелка 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".

Рисунок 4. Обозначения источника напряжения на схемах


См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. ГОСТ 2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.
  2. IEC 617-2:1996. Graphical symbols for diagrams — Part 2: Symbol elements, qualifying symbols and other symbols having general application

Литература[править | править вики-текст]

  • 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
  • Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. — М.: Гардарики, 2002. — 638 с. — ISBN 5-8297-0026-3.