Лекция 4. Рис. 3. 7. Внешняя характеристика источника эдс

Рис.3.7. Внешняя характеристика источника эдс

Источником или генератором тока называют такой идеализированный элемент электрической цепи, ток через который не зависит от величины напряжения на его выводах (рис. 3.8 а − прежнее обозначение, 3.8 б − современное обозначение). Идеальный источник тока должен обладать бесконечно большой мощностью, так как даже при разомкнутых выводах через него будет протекать ток, что соответствует бесконечно большому напряжению. Поэтому всякий реальный генератор тока должен обладать внутренним сопротивлением которое на схемах считают включённым параллельно идеальному генератору (рис. 3.8, в).

Источник эдс и генератор тока называют эквивалентными, если подключение к ним одинаковых нагрузок вызывает протекание через них одинаковых токов и появление на выводах одинаковых напряжений. В предельном случае холостого хода (сопротивление нагрузки бесконечно велико, то есть к выводам источников ничего не подключено) напряжение на выводах генератора тока должно равняться эдс, то есть

Рис. 3.8. Генератор тока (а, б – идеальные, в – реальный конечной мощности)

В режиме короткого замыкания токи во внешней цепи должны быть одинаковыми:

Следовательно, источник эдс величиной и внутренним сопротивлением (рис. 3.6, б) можно заменить эквивалентным генератором (рис. 3.8, в) с током короткого замыкания (3.20) и внутренним сопротивлением

как это следует из выражений (3.19) и (3.20).

И наоборот, генератор тока величиной и внутренним сопротивлением может быть заменён эквивалентным источником эдс величиной с внутренним сопротивлением .

Источники эдс и генераторы тока могут быть независимыми и зависимыми.

Зависимым источником эдс называют такой источник, в котором эдс зависит только от тока, протекающего в другой ветви, или только от напряжения на некотором другом участке цепи.

Зависимым генератором тока называют такой генератор, в котором ток зависит только от тока, протекающего в другой ветви, или только от напряжения на некотором другом участке цепи.

У зависимых источников отсутствуют независимые составляющие.

Зависимые источники эдс и тока являются управляемыми, так как изменение тока в другой ветви или напряжения на другом участке электрической цепи приводит к изменению величины эдс зависимого источника эдс или тока зависимого генератора тока.

Различают четыре типа управляемых источников:

1) источник напряжения (эдс), управляемый напряжением (ИНУН) – − рис. 3.9 а,

2) источник напряжения (эдс), управляемый током (ИНУТ) – − рис. 3.9 б,

3) источник тока, управляемый напряжением (ИТУН) – − рис. 3.9 в,

4) источник тока, управляемый током (ИТУТ) – − рис. 3.9 г.

Рис. 9. Схемы управляемых источников напряжения и тока (а ИНУН, б – ИНУТ, в – ИТУН, г – ИТУТ)

Вид функций и может быть любым, однако в теории цепей рассматривают в основном линейно управляемые зависимые источники вида , где называют коэффициентом управления. Коэффициенты управления для ИНУН и ИТУТ являются безразмерными величинами, для ИНУТ имеет размерность сопротивления, для ИТУН – размерность проводимости.

Примером цепи с зависимыми источниками является биполярный транзистор, эквивалентная схема которого приведена на рис. 3.10. Величина эдс источника зависит от выходного напряжения , а величина тока генератора тока – от тока базы. Коэффициентами пропорциональности являются внутренние, собственные параметры транзистора – коэффициент усиления по напряжению и коэффициент усиления по току .