Н а рисунке 2 показана простейшая замкнутая цепь, состоящая из реального источника э.д.с. Е, имеющего внутреннее сопротивлениеRвти нагрузочного резистора с сопротивлениемR(сопротивление соединительных проводов включено в сопротивлениеRрезистора).
Закон Ома для замкнутой цепи формулируется следующим образом: сила тока (ток, величина тока) прямо пропорциональна электродвижущей силе (э.д.с.) источника и записывается в виде:
(4)
где – коэффициент пропорциональности.
П
(4а)
ерепишем равенство (4) в виде
и введем обозначение U=IR– напряжение на выходных зажимах источника э.д.с. (генератора), которое одновременно является падением напряжения, создаваемым токомIна внешнем сопротивленииRнагрузочного резистора.
П
(5)
одставив это обозначение в правую часть равенства (4а), можно получить следующую зависимость:
,
к оторая представляет собой аналитическое выражение внешней характеристики источника э.д.с. Эту зависимость можно сокращенно записать в виде U = F(I) при E = const, Rвт = const. Внешней характеристикой принято называть графическую зависимостьU = F(I), показанную на рисунке 3.
|
|
Сплошной линией показана внешняя характеристика реального источника э.д.с., в котором с ростом токаIувеличивается падение напряжения на внутреннем сопротивленииIRвт, в результате чего с ростом тока выходное напряжение источникаUуменьшается. Пунктирной линией на рисунке 3 показана внешняя характеристика идеального источника э.д.с., у которого отсутствует внутреннее сопротивление (Rвт= 0), а, следовательно, и внутреннее падение напряжения (IRвт= 0). В результате равенство (5) принимает вид
(5а)
,
и характеристика представляет собой горизонтальную линию. Такой идеальный источник называют источником (генератором) бесконечной мощности, поскольку он гарантирует постоянство напряжения при сколь угодно больших токах нагрузки.