Источники электрической энергии

Одной из основных характеристик источников электрической энергии является Э.Д.С. Количественно Э.Д.С. характеризуется работой А, которая совершается сторонними силами при перемещении заряда в один Кулон в пределах источника E=A/Q (В). Графически Э.Д.С. изображают стрелкой в кружке. Направление стрелки - направление сторонних сил. Перемещение заряда определяет ток источника. Прохождение тока сопровождается потерями на нагрев источника. Количественно потери удобно определять внутренним сопротивлением R_вн. Поэтому условное графическое обозначение источника Э.Д.С. представляет последовательное включение Э.Д.С. Е и внутреннего сопротивления R_вн (рис. 1.4).

На рисунке символами 1 – 1" обозначены зажимы источника. Разность потенциалов на зажимах источника называется напряжением U[B]. Стрелками показаны положительные направления тока и напряжения. Когда ключ К разомкнут, ток в цепи равен нулю и напряжение на зажимах источника равно Э.Д.С. Замкнем ключ К. В цепи возникнет ток I=E/(Rвн+Rн).                                                  

При этом напряжение на зажимах источника станет равным U=E-IRвн.                           

Зависимость напряжения U на зажимах источника от тока I изображена на рис. 1.5, а. С увеличением тока напряжение на зажимах источника уменьшается. ВАХ источника Э.Д.С. представляет прямую линию, наклоненную к оси токов под углом a, причем a = arctg Rвн. Если у источника Э.Д.С. R_вн = 0, то его ВАХ имеет вид прямой, параллельной оси токов. Такой источник называют идеальным. Напряжение на зажимах такого источника не зависит от тока. Если у некоторого источника увеличивать Е и R_вн до бесконечности, то его ВАХ примет вид рис. 1.5, в. Такой источник питания называют источником тока. Ток такого источника I_T определяется отношением I_T  =E/Rвн.            

                 .

и не зависит от сопротивления нагрузки, так как Rвн >> Rн. Реальный источник тока имеет конечные значения Е и R_вн, а его условное графическое обозначение приведено на рис. 1.5, г.

При расчете электрических цепей реальный источник электрической энергии с конечными значениями Е и R_вн заменяют источником Э.Д.С. или источником тока. Ток в нагрузке R_н одинаков и равен I=E/(Rвн+Rн).