Идеальный источник тока: 1.04. Источники тока и напряжения

Содержание

1.04. Источники тока и напряжения

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Напряжение, ток и сопротивление

Идеальный источник напряжения — это «чёрный ящик», имеющий два вывода, между которыми он поддерживает постоянное падение напряжения независимо от величины сопротивления нагрузки. Это означает, например, что он должен порождать ток, равный
I = UR, если к выводам подключить резистор с сопротивлением R. Реальный источник напряжения не может дать ток, больший некоторого предельного максимального значения, и в общем случае он ведёт себя как идеальный источник напряжения, к которому последовательно подключён резистор с небольшим сопротивлением. Очевидно, чем меньше сопротивление этого последовательно подключённого резистора, тем лучше. Например, стандартная щелочная батарея на 9 В в последовательном соединении с резистором, имеющим сопротивление 3 Ом, ведёт себя как идеальный источник напряжения 9 В и даёт максимальный ток (при замыкании накоротко) величиной 3 А (который, к сожалению, погубит батарею за несколько минут). По понятным причинам источник напряжения «предпочитает» нагрузку в виде разомкнутой цепи, а нагрузку в виде замкнутой цепи «недолюбливает». (Понятия «разомкнутая цепь» и «замкнутая цепь» очевидны: к разомкнутой цепи ничего не подключено, а в замкнутой цепи кусок провода замыкает выход.) Условные обозначения источников напряжения приведены на рис. 1.7.

Рис. 1.7.

Идеальный источник тока — это «чёрный ящик», имеющий два вывода и поддерживающий постоянный ток во внешней цепи независимо от величины сопротивления нагрузки и приложенного напряжения. Для того чтобы выполнять свои функции, он должен уметь поддерживать нужное напряжение между своими выводами. Реальные источники тока (самая нелюбимая тема для большинства учебников) имеют ограниченный диапазон, в котором может изменяться создаваемое ими напряжение (он называется рабочим диапазоном выходного напряжения или просто диапазоном), и, кроме того, выходной ток источника нельзя считать абсолютно постоянным. Источник тока «предпочитает» нагрузку в виде замкнутой цепи, а нагрузку в виде разомкнутой цепи «недолюбливает». Условные обозначения источника тока приведены на рис. 1.8.

Рис. 1.8.

Хорошим примером источника напряжения может служить батарея (для источника тока подобной аналогии найти нельзя). Например, стандартная батарейка от карманного фонаря обеспечивает напряжение 1.5 В, ее эквивалентное последовательное сопротивление составляет 1/4 Ом, а общий запас энергии равен приблизительно 10000 Вт·с (постепенно эти характеристики ухудшаются; к концу срока службы батарейки напряжение может составлять около 1 В, а внутреннее сопротивление — несколько ом). О том, как создать источник напряжения с лучшими характеристиками, вы узнаете, когда мы изучим обратную связь. В электронных устройствах, за исключением портативных, батарейки используются редко. В гл. 14 мы рассмотрим интересную тему конструирования маломощных схем (на батарейках).

Сигналы

Идеальный источник напряжения — это… Что такое Идеальный источник напряжения?

Идеальный источник напряжения

Рисунок 1 — Обозначение источника ЭДС схемах

Источник ЭДС (точнее, идеальный источник ЭДС) — источник питания, напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока). Напряжение может быть задано как константа, как функция времени, либо как внешнее управляющее воздействие.

В простейшем случае напряжение определено как константа, то есть напряжение источника ЭДС постоянно.

Реальные источники ЭДС

Рисунок 2

Рисунок 3 — Нагрузочная характеристика

Идеальный источник ЭДС является физической абстракцией, то есть подобное устройство не может существовать. Если допустить существование такого устройства, то ток

I, протекающий через него, стремился бы к бесконечности при подключении нагрузки, сопротивление R_H которой стремится к нулю. Но при этом получается, что мощность источника ЭДС также стремится к бесконечности, так как P = EI. Но это не возможно, по той причине, что мощность любого источника энергии конечна.

В реальности, любой источник ЭДС обладает внутренним сопротивлением r, которое имеет обратную зависимость от мощности источника. То есть, чем больше мощность, тем меньше сопротивление. И наоборот. Наличие внутренненого сопротивления отличает реальный источник ЭДС от идеального. Следует отметить, что внутреннее сопротивление — это исключительно конструктивное свойство источника энергии. Эквивалентная схема реального источника ЭДС представляет собой последовательное подключение идеального источника ЭДС

Е и внутреннего сопротивления r.

На рисунке 3 приведены нагрузочные характеристики идеального (синяя линия) и реального (красная линия) источников ЭДС.

где

— падение напряжения на внутреннем сопротивлении;

U = IR_H — падение напряжения на нагрузке.

При коротком замыкании (R_H = 0) , т.е. вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток I_КЗ будет максимальным для данного источника ЭДС. Зная ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление:

См. также

Литература

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

Wikimedia Foundation. 2010.

Идеальный Мужчина (Фильм)
Идеальный мат

Полезное

Смотреть что такое «Идеальный источник напряжения» в других словарях:

идеальный источник напряжения — Источник электрической энергии, электрическое напряжение на выводах которого не зависит от электрического тока в нем. [ГОСТ Р 52002 2003] Тематики источники и системы электропитанияэлектротехника, основные понятия Синонимы идеальный источник… … Справочник технического переводчика
идеальный источник тока — Источник электрической энергии, электрический ток которого не зависит от напряжения на его выводах. [ГОСТ Р 52002 2003] Тематики источники и системы электропитанияэлектротехника, основные понятия Синонимы идеальный источник электрического тока … Справочник технического переводчика
Источник напряжения — Рисунок 1 Обозначение источника ЭДС схемах Источник ЭДС (точнее, идеальный источник ЭДС) источник питания, напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока). Напряжение может быть задано как константа, как функция времени, либо как… … Википедия
идеальный источник (электрического) напряжения — 123 идеальный источник (электрического) напряжения Источник электрической энергии, электрическое напряжение на выводах которого не зависит от электрического тока в нем Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
идеальный источник (электрического) тока
— 125 идеальный источник (электрического) тока Источник электрической энергии, электрический ток которого не зависит от напряжения на его выводах Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий оригинал докуме … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Идеальный источник (электрического) напряжения — 1. Источник электрической энергии, электрическое напряжение на выводах которого не зависит от электрического тока в нем Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий … Телекоммуникационный словарь
Идеальный источник (электрического) тока — 1. Источник электрической энергии, электрический ток которого не зависит от напряжения на его выводах Употребляется в документе: ГОСТ Р 52002 2003 Электротехника. Термины и определения основных понятий … Телекоммуникационный словарь
Источник ЭДС — Рисунок 1 Обозначение на схемах источника ЭДС (слева) и реального источника напряжения (справа) Источник ЭДС (идеальный источник напряжения) двухполюсник, нап … Википедия
Источник опорного напряжения — Источник, или генератор, опорного напряжения (ИОН) базовый электронный узел, поддерживающий на своём выходе высокостабильное постоянное электрическое напряжение. ИОН применяются для задания величины выходного напряжения стабилизированных… … Википедия
Источник электрического напряжения идеальный — источник электрической энергии, электрическое напряжение на выводах которого не зависит от электрического тока в нем… Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением Госстандарта РФ от… … Официальная терминология

Реальные источники тока или реальные источники напряжения

Электротехника часть 3 электрические цепи

Всем доброго времени суток. В прошлой статье я рассказал о таких понятиях, как электрический ток, напряжение, сопротивление и основополагающем законе постоянного тока – законе Ома. Но этого, несомненно, мало для полного понимания процессов и возникающих закономерностей при функционировании электронных схем. В дальнейших статьях я постепенно буду формировать целостную картину такой интересной области техники как электроника.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Составные части электрических цепей

Как известно, для того, чтобы электрический ток в проводниках существовал длительное время необходимо, во-первых, существование разности потенциалов или напряжения, а во-вторых, восполнение необходимого количества разноимённых зарядов для возникновения этой разности потенциалов. Данным условиям соответствует некоторая совокупность элементов называемая электрической цепью.

Таким образом, электрической цепью называется совокупность устройств и объектов, которые образуют путь для электрического тока и электромагнитные процессы, в которых могут быть описаны с помощью понятий ЭДС, напряжения и электрического тока. Кроме того, для протекания электрического тока необходима замкнутая электрическая цепь. В общем случае электрическая цепь состоит из источника электрической энергии, приемника электрической энергии, соединительных проводов, а также вспомогательных элементов, выполняющих разнообразные функции.

Источником электрической энергии является устройство, которое выполняет преобразование неэлектрической энергии в электрическую. Например, аккумуляторы осуществляют преобразование энергии химических реакций в электрическую энергию, а генераторы – преобразование механической энергии. Таким образом, как известно из предыдущей статьи источники энергии называют также источниками ЭДС.

Приёмником электрической энергии, также называемые нагрузками является устройство, в котором выполняется действие противоположное источнику энергии, то есть электрическая энергия преобразуется в неэлектрическую. Например, в лампочке электрическая энергия преобразуется в световую и тепловую энергию, а в электродвигателе – в механическую энергию.

К вспомогательным устройствам относятся различные коммутирующие, распределительные и измерительные приборы и объекты.

Электрические цепи изображают на чертежах в виде принципиальных электрических схем, где каждому элементу электрической цепи соответствует свой графический элемент. Принципиальные схемы показывают назначение каждого элемента цепи, а также его взаимодействие с остальными элементами, однако при расчётах они не очень удобны. Поэтому при расчётах пользуются так называемыми схемами замещения, которые также как и принципиальные схемы изображаются с помощью графических элементов, однако элементы схем замещения выбираются так, чтобы с необходимым приближением описать работу электрической цепи. Пример изображения принципиальных электрических схем и схем замещения показано ниже

Принципиальная схема (слева) и схема её замещения (справа).

Схемы замещения состоят из следующих элементов: контур, ветвь и узел. Ветвь – это один элемент либо последовательное соединение нескольких элементов. Узел – место соединения трёх и более ветвей. Контур – замкнутый путь, проходящий по ветвям так, чтобы ни один узел и ни одна ветвь не встречались больше одного раза.

Таким образом, зная параметры всех элементов схемы замещения, возможно при помощи законов электротехники определить электрическое состояние всей электрической цепи, то есть рассчитать режим её работы.

Источник ЭДС и источник тока

При анализе электрических цепей, часто используют понятие идеального элемента, то есть такого элемента, в котором сосредоточен только один параметр, в отличие от реального элемента, в котором кроме одного основного параметра имеют место быть паразитные параметры. Например, резистор можно представить в виде идеального сопротивления, однако в реальном резисторе присутствует как емкость (например, между выводами), так и индуктивность (в проволочном резисторе, где используется намотанная на керамический каркас проволока). То есть идеальные элементы используются для упрощения анализа электрической цепи.

Источники энергии в электрических цепях при анализе схем также упрощают, кроме того их делят на два типа: источники ЭДС и источники тока. Рассмотрим каждый из них в отдельности.

Идеальный источник ЭДС характеризуется тем, что напряжение на его выводах не зависит от протекающего через него тока, то есть внутри такого источника ЭДС отсутствуют пассивные элементы (сопротивление R, индуктивность L, емкость С), и поэтому падение напряжения на пассивных элементах отсутствует.

Таким образом, напряжение на его выводах равно ЭДС, а ток теоретически не имеет ограничения, то есть если замкнуть его выходные зажимы, то электрический ток должен быть бесконечно большим. Поэтому идеальный источник ЭДС можно рассматривать, как источник бесконечной мощности. Однако в реальности ток имеет конечное значение, так как падение напряжения на внутреннем сопротивлении при коротком замыкании выводов уравновешивает ЭДС источника. Таким образом, реальный источник ЭДС можно изобразить в виде идеального источника ЭДС с последовательно подключённым пассивным элементом, который ограничивает мощность, отдаваемую во внешнюю цепь.

Источники ЭДС: идеальный (слева) и реальный (справа).

Идеальный источник тока характеризуется тем, что ток протекающий через него не зависит от напряжения, которое присутствует на его выводах, то есть сопротивление внутри источника тока бесконечно велико и поэтому параметры внешних элементов электрической цепи не влияют на ток протекающий через источник.

Таким образом, при бесконечном увеличении сопротивления также увеличивается напряжение на выводах идеального источника тока, поэтому и мощность растёт до бесконечности, то есть получается источник бесконечной мощности. Так как в реальности мощность всё же конечна, то реальный источник тока изображается, как идеальный источник тока с параллельно подключенным пассивным компонентом, характеризующим внутренние параметры источника тока, и ограничивает мощность, отдаваемую во внешнюю цепь.

Источники тока: идеальный (слева) и реальный (справа).

Закон Ома для полной цепи

В предыдущей статье я рассказал о законе Ома, который устанавливает зависимость между напряжением и током, протекающим через участок цепи. Однако при попытке его применить ко всей цепи, содержащей кроме сопротивления ещё и источник напряжения, приводит к неверным результатам, так как реальный источник напряжения, как мы знаем, имеет некоторое внутреннее сопротивление.

Закон Ома для полной цепи.

Поэтому полное сопротивление цепи является суммой внутреннего сопротивления источника энергии R_ВН (обычно небольшого) и внешнего сопротивления нагрузки R_Н (практически всегда значительно большего, чем R_ВН), поэтому для полной цепи закон Ома будет иметь следующий вид

Проанализировав данное выражение можно прийти к следующим практически выводам:

При подключении к источнику питания нагрузки, напряжение источника питания меньше его ЭДС, так как на внутреннем сопротивлении R_ВН источника питания происходит падение некоторого напряжения U_ВН
Следовательно, при отключенной нагрузке напряжение источника питания будет равно ЭДС. Данное приложение используется для измерения ЭДС источников питания.
Напряжение источника питания при подключении различных нагрузок изменяется, причем, чем меньше величина сопротивления нагрузки, тем меньше величина напряжения источника питания, так как разная величина сопротивления нагрузки вызывает разный ток в цепи, а следовательно изменяется падение напряжение на внутреннем сопротивлении источника

В некоторых случаях возникает необходимость в измерении внутреннего сопротивления источника энергии. Это возможно сделать с помощью следующей схемы

Схема для измерения источника энергии.

В начале проводят замер ЭДС источника питания Е, путём размыкая ключа S1, затем замыкая ключ S1 замеряют протекающий по цепи ток I и напряжение источника питания под нагрузкой U_H. Таким образом, вычисляют падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания U_ВН. Тогда, величина внутреннего сопротивления R_ВН будет вычислена, как отношение внутреннего падения напряжения к протекающему в цепи току

Например, при разомкнутом ключе S1 напряжение на выходе источника питания составило U = E = 1,5 В. При замыкании ключа S1 ток составил I = 0,18 А, а напряжение составило U_H = 1,42 В. Тогда внутренне сопротивление R_ВН источника питания составит

КПД источника энергии

Кроме внутреннего сопротивления R_ВН и ЭДС Е источник энергии характеризуется также коэффициентом полезного действия КПД при работе на конкретную нагрузку R_Н.

Коэффициентом полезного действия КПД источника энергии называется отношение мощности приёмника энергии (мощности нагрузки) или полезной мощности Р_Н к мощности источника энергии Р. Как известно мощность выражается произведением напряжения на ток протекающий через источник энергии, то есть по отношению к источнику энергии это будет

где P_BH – мощность потерь внутри источника энергии.

Таким образом, КПД будет равен

Из вышесказанного возникает резонный вопрос, при каком КПД в нагрузку отдается наибольшая мощность? Можно было бы предположить, что максимальная мощность в нагрузку поступает при КПД η = 1 или 100 %, однако в этом случае напряжение U на источнике питания равняется ЭДС Е, то есть ток в цепи равен нулю I = 0, а значит и мощность на нагрузке также равна нулю Р = 0

Данный режим называется режимом холостого хода.

Другой случай, когда КПД η = 0, в этом случае ток имеет максимальное значение и фактически ограничен лишь внутренним сопротивлением источника питания I = E/R_BH. Следовательно, напряжение нагрузки равно нулю U_H = 0 и мощность в нагрузке также нулевая Р = 0

Данный режим называется режимом короткого замыкания.

Не вдаваясь в длинные расчёты сказу сразу, что максимальная мощность на нагрузке выделяется при КПД η = 0,5 или 50 %, в этом случае напряжение на нагрузке равно падению напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания U_H = U_BH, то есть сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника питания.

Данный режим называется режимом согласованной нагрузки.

В данном режиме работает большинство слаботочных устройств автоматики, телемеханики и электросвязи, где низкий КПД не влечёт значительных потерь энергии. Однако в мощных устройствах стараются проектировать устройства так чтобы КПД η = 0,95…0,98.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

1.3. Источники ЭДС и тока

К активным элементам электрических цепей относятся источники ЭДС и источники тока.

Электродвижущая сила (ЭДС) – это количество энергии, затраченное сторонними силами на перенос единичного положительного заряда от меньшего потенциала к большему

За положительное направление э.д.с. принимается направление возрастания потенциала (рис. 1.6).

Таким образом, положительные направления ЭДС и напряжения всегда противоположны.

Численно ЭДС равна разности потенциалов между выводами источника при разомкнутой цепи.

Если внутри источника ЭДС не содержится пассивных элементов, то его внутреннее сопротивление r₀ равно нулю. Такой источник является идеальным.

На практике обычно приходится иметь дело с реальными источниками ЭДС, обладающими некоторым внутренним сопротивлением (рис. 1.7).

В таких источниках напряжение на зажимах зависит от тока в нагрузке.

Напряжение на зажимах реального источника в работающей цепи определяется соотношением

Это выражение называют внешней характеристикой источника ЭДС.

Анализируя внешнюю характеристику источника, можно сделать вывод, что напряжение на зажимах источника в режиме нагрузки всегда меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника. Зависимость напряжения от тока нагрузки показана на рис. 1.8 пунктирной линией. В свою очередь величина тока нагрузки зависит от сопротивления внешней цепи, поэтому можно считать, что напряжение на зажимах реального источника зависит от сопротивления внешней цепи.

В случае идеального источника внутренне сопротивление равно нулю. Напряжение на зажимах такого источника не зависит от тока нагрузки и равно ЭДС источника U = E. Зависимость напряжения от тока в идеальном источнике показана на рис. 1.8 сплошной линией.

Источники тока

Идеализированный источник тока – это активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.

Считается, что внутреннее сопротивление идеального источника бесконечно велико, поэтому параметры внешней цепи не будут оказывать влияния на ток в источнике тока. На электрических схемах источник тока обозначается так, как показано на рис. 1.9.

Реальный источник тока обладает конечным внутренним сопротивлением или отличной от нуля проводимостью. Схема реального источника представлена на рис. 1.10. Ток реального источника определяется разностью тока идеального источника J и внутреннего тока I₀:

где U – напряжение, приложенное к зажимам источника. Полученное выражение называют внешней характеристикой источника тока.

Зависимость тока источника от напряжения на его зажимах показано на рис. 1.11. В случае идеального источника внутренняя проводимость равна нулю и, исходя из уравнения внешней характеристики, можно заключить, что ток, идущий от источника равен току короткого замыкания источника. Эта зависимость показана на рис. 1.11 сплошной линией.

В случае реального источника g₀≠ 0 и часть тока будет ответвляться через внутреннюю проводимость. Чем больше напряжение, приложенное к источнику, тем больший ток ответвляется и тем меньший ток поступает в нагрузку. Вольт-амперная характеристика реального источника показана на рис. 1.11 пунктирной линией. Источник тока – это теоретическое понятие, но оно часто применяется для расчета электрических цепей. Примером источника тока может служить пентод.

Эквивалентное преобразование источников конечной мощности

Преобразование какого-либо участка цепи по отношению к внешним зажимам называют эквивалентным, если напряжение u и ток i на внешних зажимах при этом не изменяются.

Рассмотрим условие эквивалентности реальных источников напряжения и тока, представленных на рис. 1.12, а,б. Воспользуемся уравнением внешней характеристики источника ЭДС

Поделим почленно это уравнение на r₀

Здесь I – ток, протекающий через нагрузку;
Jкз = E/r0 – ток короткого замыкания источника ЭДС;
I0 = U/r0 – ток, протекающий через внутреннее сопротивление.
Отсюда можно заключить, что I0 = Jкз — I или I = Jкз — I0, то есть получили внешнюю характеристику источника тока.
Следовательно, схему источника ЭДС можно заменить схемой источника тока при условии, что ток короткого замыкания источника и внутренняя проводимость определятся выражениями:
В свою очередь, схему источника тока можно заменить схемой источника ЭДС при условии, что внутреннее сопротивление и э.д.с. источника определятся выражениями:
Мощность источника ЭДС определяется произведением электродвижущей силы источника и тока в нагрузке
Мощность источника тока определяется произведением тока короткого замыкания и напряжения на зажимах источника:
Источники напряжения и тока | Техника и Программы
в схеме на рис. 1.4 мы можем выделить, как показано пунктиром, ее часть, включив туда батарейку и переменный резистор R1. Тогда этот резистор (вместе с сопротивлением амперметра, конечно) можно рассматривать, как внутреннее сопротивление источника электрической энергии, каковым выделенная часть схемы станет для нагрузки, роль которой будет играть R2. Любой источник, как легко догадаться, имеет свое внутреннее сопротивление (электронщики часто употребляют выражение «выходное сопротивление») — хотя бы потому, что у него внутри есть провода определенной толщины.
Но на самом деле не провода служат ограничивающим фактором. В главе 4 мы узнаем, что такое мощность в строгом значении этого понятия, а пока, опираясь на интуицию, может сообразить: чем мощнее источник, тем у него меньше должно быть свое внутреннее сопротивление, иначе все напряжение «сядет» на этом внутреннем сопротивлении, и на долю нагрузки ничего не достанется. На практике так и происходит— если вы попытаетесь запустить от набора батареек типа АА какой-нибудь крупный прибор, питающийся от источника с низким напряжением (вроде настольного сканера или ноутбука), то прибор, конечно, не заработает, хотя формально напряжения должно хватать, — напряжение «сядет» почти до нуля. А вот от автомобильногб аккумулятора, который гораздо мощнее, все получится как надо.
Такой источник, у которого внутреннее сопротивление мало по отношению к нагрузке, называют еще идеальным источником напряжения. Физики предпочитают название идеальный источник э.д.с. (электродвижущей силы), но на практике это абстрактное понятие используется реже, чем менее строгое, но всем понятное «напряжение». К ним относятся в первую очередь все источники питания: от батареек до промышленной сети. Кстати, для снижения внутреннего сопротивления вовсе не обязательно увеличивать мощность источника напряжения до бесконечности — к тому же эффекту приводят специальные меры по стабилизации напряжения, с которыми мы познакомимся в главе 9.
Наоборот, идеальный источник тока, как нетрудно догадаться, обязан обладать бесконечным внутренним сопротивлением — только тогда ток в цепи совсем не будет зависеть от нагрузки. Понять, как источник реального тока (не бесконечного малого) может обладать бесконечным выходным сопротивлением, довольно трудно, и в быту такие источники вы не встретите. Однако уже обычный резистор, включенный последовательно с источником напряжения (не тока!), как R1 на рис. 1.4, при условии, что сопротивление нагрузки мало (R2«R1), может служить хорошей моделью источника тока. Еще ближе к идеалу транзисторы в определенном включении, и мы с этим разберемся позднее.
Рис. 1.5. Источники тока и напряжения: а — обозначение идеального источника напряжения; б —- обозначение идеального источника тока; в —• эквивалентная схема реального источника напряжения; г —- эквивалентная схема реального источника тока
Источники напряжения и тока обозначаются на схемах так, как показано на рис. 1.5, а и б. Не перепутайте — логики в этих обозначениях немного, но так уж принято. А т. н. эквивалентные схемы (их еще называют схемами замещения) реальных источников приведены на рис. 1.5, в и г, где Rb обозначает внутреннее сопротивление источника.
Теперь нам придется отвлечься от схем и разобраться с тем, как оборудовать себе рабочее место. Теоретические знания — это важно, но на практике все познается куда лучше.
Теория сети — активные элементы
Активные элементы — это сетевые элементы, которые передают энергию другим элементам, присутствующим в электрической цепи. Итак, активные элементы также называются источниками напряжения или типа тока. Мы можем классифицировать эти источники в следующие две категории —
Независимые источники
Зависимые источники
Независимые источники
Как следует из названия, независимые источники производят фиксированные значения напряжения или тока, и они не зависят от каких-либо других параметров. Независимые источники могут быть далее разделены на следующие две категории —
Независимые источники напряжения
Независимые источники тока
Независимые источники напряжения
Независимый источник напряжения создает постоянное напряжение на своих двух клеммах. Это напряжение не зависит от величины тока, который протекает через две клеммы источника напряжения.
Независимый источник идеального напряжения и его характеристики ВИ показаны на следующем рисунке.
Характеристики VI независимого идеального источника напряжения представляют собой постоянную линию, которая всегда равна напряжению источника (VS) независимо от значения тока (I). Итак, внутреннее сопротивление независимого идеального источника напряжения равно нулю.
Следовательно, независимые идеальные источники напряжения практически не существуют , потому что будет некоторое внутреннее сопротивление.
Независимый источник практического напряжения и его характеристики ВИ показаны на следующем рисунке.
Имеются отклонения характеристик ВП независимого источника практического напряжения от характеристик ВИ независимого источника идеального напряжения. Это связано с падением напряжения на внутреннем сопротивлении (R _S ) независимого практического источника напряжения.
Независимые источники тока
Независимый источник тока производит постоянный ток. Этот ток не зависит от напряжения на двух клеммах. Независимый идеальный источник тока и его характеристики ВИ показаны на следующем рисунке.
Характеристики ВИ независимого идеального источника тока — это постоянная линия, которая всегда равна току источника (I _S ) независимо от значения напряжения (V). Таким образом, внутреннее сопротивление независимого идеального источника тока равно бесконечным Ом.
Следовательно, независимых идеальных источников тока практически не существует , потому что будет некоторое внутреннее сопротивление.
Независимый практический источник тока и его характеристики ВИ показаны на следующем рисунке.
Существует отклонение характеристик VI независимого практического источника тока от характеристик VI независимого идеального источника тока. Это происходит из-за количества тока, протекающего через внутреннее шунтирующее сопротивление (R _S ) независимого практического источника тока.
Зависимые источники
Как следует из названия, зависимые источники производят величину напряжения или тока, которая зависит от некоторого другого напряжения или тока. Зависимые источники также называются контролируемыми источниками . Зависимые источники могут быть далее разделены на следующие две категории —
Зависимые источники напряжения
Зависимые источники тока
Зависимые источники напряжения
Зависимый источник напряжения создает напряжение на своих двух клеммах. Величина этого напряжения зависит от некоторого другого напряжения или тока. Следовательно, зависимые источники напряжения могут быть далее классифицированы на следующие две категории —
Зависимый от напряжения источник напряжения (VDVS)
Зависимый от тока источник напряжения (CDVS)
Зависимые источники напряжения представлены знаками «+» и «-» внутри ромбовидной формы. Величина источника напряжения может быть представлена вне формы ромба.
Зависимые источники тока
Зависимый источник тока производит ток. Величина этого тока зависит от некоторого другого напряжения или тока. Следовательно, зависимые источники тока могут быть далее классифицированы на следующие две категории —
Зависимый от напряжения источник тока (VDCS)
Зависимый от тока источник тока (CDCS)
Зависимые источники тока представлены стрелкой внутри ромба. Величина источника тока может быть представлена вне формы ромба.
Мы можем наблюдать эти зависимые или контролируемые источники в эквивалентных моделях транзисторов.
Техника преобразования источника
Мы знаем, что существует два практических источника: источник напряжения и источник тока . Мы можем преобразовать (преобразовать) один источник в другой на основе требований, решая проблемы сети.
Техника преобразования одного источника в другой называется техникой преобразования источника . Ниже приведены два возможных преобразования источника:
Практический источник напряжения в практический источник тока
Практический источник тока в практический источник напряжения
Практический источник напряжения в практический источник тока
Преобразование практического источника напряжения в практический источник тока показано на следующем рисунке.
Практический источник напряжения состоит из источника напряжения (V _S ), включенного последовательно с резистором (R _S ). Это может быть преобразовано в практический источник тока, как показано на рисунке. Он состоит из источника тока (I _S ) параллельно с резистором (R _S ).
Значение IS будет равно отношению V _S и R _S. Математически это можно представить как
$$ I_S = \ frac {V_S} {R_S} $$
Практический источник тока в практический источник напряжения
Преобразование практического источника тока в практический источник напряжения показано на следующем рисунке.
Практический источник тока состоит из источника тока (I _S ) параллельно с резистором (R _S ). Это может быть преобразовано в практический источник напряжения, как показано на рисунке. Он состоит из источника напряжения (V _S ), включенного последовательно с резистором (R _S ).
Значение V _S будет равно произведению I _S и R _S. Математически это можно представить как
$$ V_S = I_S R_S $$
Описание идеального источника тока и практического источника тока
Идеальный источник тока:
Определение:
Идеальный источник тока — это устройство с двумя выводами, которое подает постоянный ток независимо от сопротивления нагрузки. Значение тока будет постоянным в зависимости от времени и сопротивления нагрузки. Это означает, что мощность передачи энергии для этого источника бесконечна.
К идеальному источнику тока подключено бесконечное параллельное сопротивление.Следовательно, выходной ток не зависит от напряжения на клеммах источника. Такого источника тока в мире не существует, это всего лишь концепция. Однако каждый источник тока предназначен для приближения к идеальному.
Символ:
Обозначается символом, показанным ниже.
Характеристики:
Характеристики идеального источника тока приведены ниже.
Внутреннее сопротивление идеального источника тока:
Внутреннее сопротивление источника тока — это значение сопротивления, подключенного к его клемме.Это внутреннее сопротивление идеального источника тока бесконечно.
Давайте разберемся в этом с помощью принципиальной схемы. Любой источник тока представлен параллельным соединением источника тока и сопротивления. Это показано на рисунке ниже.
Поскольку в идеальном случае выходной ток в приведенной выше схеме должен быть равен I, это означает, что ток через параллельное сопротивление R должен быть равен нулю. Это возможно только в том случае, если значение этого сопротивления бесконечно. Это причина; внутреннее параллельное сопротивление идеального источника тока бесконечно.
Практический источник тока:
Определение:
Практический источник тока — это устройство с двумя выводами, к выводам которого подключено некоторое сопротивление. В отличие от идеального источника тока, выходной ток практического источника зависит от напряжения источника. Чем больше это напряжение, тем меньше будет сила тока.
Чтобы лучше понять, давайте рассмотрим практический источник тока, показанный ниже.
Из приведенной выше схемы совершенно ясно, что напряжение источника равно падению напряжения на сопротивлении R.Это падение напряжения определяется как V = iR, где i — ток через сопротивление R. Следовательно, выходной ток I _o = (I — i).
Таким образом, если V больше, это означает, что i больше и, следовательно, выходной ток I _или будет меньше.
Характеристики практики Источник тока:
Давайте сначала выведем соотношение между напряжением источника и выходным током.
В = iR
i = V / R
Следовательно,
I _o = (I — i)
= (I — V / R)
Вышеприведенное уравнение представляет собой прямую линию с наклоном (-1 / R).Таким образом, характеристики практического источника тока можно представить, как показано ниже.
Надеюсь, вам понравилась статья. Пожалуйста, напишите в поле для комментариев любое предложение / добавленную стоимость.
Идеальный источник напряжения — обзор
1.4.4 Батареи
Закон Джоуля гласит, что резистор, по которому проходит ток, выделяет тепло. Электрическая энергия часто подается на резистор от батареи, которая, в свою очередь, получает энергию в результате химических реакций внутри батареи.Следовательно, выделение тепла с помощью R включает два преобразования: от химического до электрического и теплового. Символ батареи показан на рис. 1.1 и на рис. 1.9a, причем более длинная полоса указывает на положительную полярность клемм аккумулятора. Батареи являются важными источниками электроэнергии, когда требуется постоянное напряжение.
Рисунок 1.9. (а) Идеальный аккумулятор. (б) Выходные характеристики идеальной батареи. (c) Внутреннее сопротивление идеальной батареи соответствует сопротивлению короткого замыкания.
Прежде чем приступить к анализу аккумуляторов на практике, давайте сначала охарактеризуем идеальные аккумуляторы или идеальные источники напряжения. Идеальная батарея определяется как такая, которая поддерживает постоянное напряжение, скажем, В _B на своих выводах, независимо от того, течет ток или нет. Следовательно, напряжение В _B идеальной батареи полностью не зависит от тока, как показано на рис. 1.9b. Такой источник также называется независимым источником (источник, подключенный в схему, называется независимым, если его значение может быть присвоено произвольно ¹⁰.Поскольку идеальная батарея будет поддерживать напряжение В _B на своих выводах даже при коротком замыкании, ¹¹, мы заключаем, что такой источник теоретически может обеспечивать бесконечную мощность (поскольку P = В ²/ R , как R → 0, P → ∞). Отсюда и название идеальный источник . Мы также видим, что наклон кривой ν — и на рис. 1.9b равен нулю. Применение закона Ома, R = V / I , к такой горизонтальной линии ν — i подразумевает нулевое сопротивление.Таким образом, мы заключаем, что внутреннее сопротивление идеального источника равно нулю. Это объясняет, почему идеальная батарея вызывает бесконечный ток при коротком замыкании. Игнорируя трудности, которые создают бесконечности, мы узнаем, что, глядя на клеммы идеальной батареи, мы видим короткое замыкание (теперь мы используем общий язык схем). Другими словами, если бы мы каким-то образом могли повернуть циферблат и уменьшить напряжение В, , _B идеальной батареи до нуля, мы остались бы с коротким замыканием, как показано на рис.1.9c.
Обычно источники напряжения в принципиальных схемах представляют идеальными источниками, и это нормально, если в схеме нет путей, замыкающих такие источники (если они есть, то схема неисправна и не представляет фактическую схему. так или иначе). С другой стороны, практические источники всегда имеют конечное внутреннее сопротивление, как показано на рис. 1.10a, что ограничивает ток до небесконечных значений в случае короткого замыкания батареи. Конечно, R _i не является реальным резистором внутри батареи, а представляет собой абстракцию химического состава реальной батареи и учитывает уменьшение напряжения на клеммах при увеличении тока нагрузки.Внутреннее напряжение В, , _B, также называется электродвижущей силой (ЭДС) батареи. Из нашего предыдущего обсуждения мы легко делаем вывод, что мощные батареи характеризуются низким внутренним сопротивлением (0,005 Ом для полностью заряженного автомобильного аккумулятора), а меньшие, менее мощные батареи — большим внутренним сопротивлением (0,15 Ом для щелочной батареи фонарика, размер «C»). »).
Рисунок 1.10. (а) Практичный аккумулятор с ЭДС V _B и внутренним сопротивлением R _i.(б) Характеристики разряда двух типов батарей.
Еще одной характеристикой практичных аккумуляторов является их повышенное внутреннее сопротивление при разряде. Например, на рис. 1.10b показаны зависимости напряжения на клеммах от часов непрерывного использования для двух типов. Ртутный элемент поддерживает свое напряжение на практически постоянном уровне 1,35 В в течение всего срока службы (но резко падает, когда батарея разряжена) по сравнению с обычными элементами фонарика, которые начинаются с 1,55 В, но постоянно снижаются по мере использования.Другие типы (литиевые, 3,7 В, очень долгий срок хранения, более 10 лет; никель-кадмиевые, 1,25 В, герметичные, но перезаряжаемые; свинцово-кислотные, 2 В, мощные и перезаряжаемые, используются в качестве автомобильных аккумуляторов при последовательном подключении по три батареи). ячейка 6 В или блоки с шестью ячейками 12 В) находятся где-то между двумя кривыми. Скорость уменьшения доступного напряжения по мере разряда батареи определяется химической реакцией внутри батареи. Хотя химия батарей выходит за рамки этой книги, нас интересует то, что уменьшение химической активности во время разряда может быть связано с увеличением внутреннего сопротивления батареи.Следовательно, полностью заряженный аккумулятор можно рассматривать как обладающий низким внутренним сопротивлением, которое постепенно увеличивается по мере использования аккумулятора и становится очень большим для разряженного аккумулятора.
На рисунке 1.11a показана схема, в которой практическая батарея подключена к нагрузке, обозначенной номером R _L, и подает питание на нагрузку. R _L может быть эквивалентным сопротивлением радио, телевизора или любого другого электрического устройства или оборудования, которое должно питаться от батареи.Доступная для нагрузки мощность равна i ² R _L. Однако, поскольку батарея имеет внутреннее сопротивление, энергия также будет рассеиваться внутри батареи. Внутренние потери определяются как i ² R _i и будут отображаться как внутреннее тепло. Поэтому опасно закорачивать мощную батарею, так как вся доступная энергия батареи тогда будет быстро преобразована во внутреннее тепло, и, если закорачивающий элемент быстро не расплавится, возможен опасный взрыв.
Рисунок 1.11. (a) Практическая батарея с подключенной переменной нагрузкой, (b) Характеристики источника с возрастающей нагрузкой, (c) Характеристики истощаемого источника.
Давайте теперь предположим, что на данный момент R _i является постоянным, но нагрузка R _L является переменной (показано стрелкой на R _L на рис. 1.11а) и проанализируйте схему по мере увеличения нагрузки на аккумулятор.Используя закон напряжения Кирхгофа (уравнение 1.10), получаем для схемы
(1.22) VB = iRi + iRL
Напряжение на нагрузочном резисторе ν _L = iR _L, что составляет также доступное напряжение на клеммах внешней батареи, дается из уравнения. (1.22) как
(1.23) υL = VB − iRi
Это уравнение прямой линии с постоянным наклоном — R _i, изображенное на рис. 1.11b. Таким образом, доступное напряжение — это ЭДС батареи за вычетом внутреннего падения напряжения батареи.Ток, который течет в последовательной цепи, получается из уравнения. (1,22) как
(1,24) i = VBRi + RL
По мере уменьшения сопротивления нагрузки R _L нагрузка на батарею увеличивается. Как показано на рис. 1.11b, это сопровождается уменьшением доступного напряжения ν _L, что обычно является нежелательным результатом. Устранение и из ур. (1,23) и (1,24) для получения
(1,25) υL = VBRLRi + RL
показывает уменьшение ν _L от V _B по мере уменьшения R _L.Таким образом, при отсутствии нагрузки на аккумулятор ( R _L очень большой) доступное напряжение максимально при ν _L ≈ V _B, но для большой нагрузки ( R _L ≈ 0) доступное напряжение падает до ν _L ≈ 0. Коммунальные предприятия, например, испытывают трудности с поддержанием постоянного напряжения летом, когда потребность в электроэнергии увеличивается в основном из-за энергоемкого оборудования для кондиционирования воздуха. .¹² Напряжение ниже нормы (обычно называемое отключениями) вызывает чрезмерную нагрузку на электрическое оборудование потребителей, что приводит к перегреву и, в конечном итоге, к отказу. ¹³ Очевидным решением проблемы сбоев является уменьшение внутреннего сопротивления генерирующего оборудования R _i, поскольку это уменьшило бы наклон кривой на рис. 1.11b путем перемещения точки пересечения на V _B/ R _i вправо, таким образом приближая кривую к кривой идеального источника на рис.1.9b. Разумеется, низкое оборудование — R _и — означает более крупные и дорогие генераторы.
Чтобы получить Рис. 1.11b, мы предположили, что внутреннее сопротивление R _i остается постоянным при изменении сопротивления нагрузки R _L. Рассмотрим теперь случай, когда нагрузка R _L остается постоянной, но изменяется R _и. Примером этого является разряд аккумулятора включенным фонариком, который оставляют включенным до тех пор, пока аккумулятор не разрядится.На рисунке 1.11c показана кривая ν — и для разряда батареи со стрелками, показывающими прогрессию разряда. Мы видим, что полностью заряженная батарея, начиная с небольшого внутреннего сопротивления ( R _i ≈ 0), может выдавать ток i ≈ V _B/ R _L и напряжение ν _L ≈ В _B. После разряда ( R _i ≈ ∞) ток (уравнение.1.24) и напряжение на клеммах (уравнение 1.25) равны нулю.
Таким образом, можно сказать, что причина того, что ток падает до нуля при разряде аккумулятора, заключается не в том, что ЭДС, величина которой определяется как В _B, стремится к нулю, а в том, что внутреннее сопротивление R _i изменяется на очень большое значение. Можно предположить, что ЭДС разряженной батареи все еще не повреждена, но внутреннее сопротивление стало очень большим. R _i, таким образом, является переменной, зависящей от состояния заряда и возраста (срока годности) аккумулятора.
Чтобы измерить ЭДС батареи, мы снимаем нагрузку, то есть размыкаем цепь батареи, и когда ток и исчезает, мы получаем из уравнения. (1.23) что ν _L = V _B; напряжение, возникающее на клеммах аккумулятора в разомкнутой цепи, является ЭДС аккумулятора. Для измерения ЭДС даже почти полностью разряженной батареи можно подключить к клеммам батареи вольтметр с высоким сопротивлением (10 ⁷ Ом или больше).Такой вольтметр приближается к нагрузке с разомкнутой цепью и требует лишь малейшей струйки заряда, чтобы получить показания. Если входное сопротивление измерителя намного больше, чем R _и, показание будет мерой V _B батареи.
Чтобы измерить R _i батареи, можно коротко замкнуть батарею на очень короткое время, подключив амперметр к батарее и считывая ток короткого замыкания.(Поскольку это опасная процедура, ее следует выполнять только с менее мощными батареями, такими как элементы фонарика. Она также может сжечь амперметр, если не используется соответствующая высокоамперная шкала на измерителе.) Затем задается внутреннее сопротивление. по V _B/ I _sc. Менее рискованная процедура — подключить к батарее переменное сопротивление и измерить напряжение ν _L. Продолжайте изменять сопротивление, пока напряжение не станет половиной В _B.На данный момент переменное сопротивление равно R _i. Если это все еще слишком рискованно, так как при этом возникает слишком низкое сопротивление батареи, рассмотрите процедуру, описанную в следующем примере.
Пример 1.3
Определите R _i щелочной батареи (размер C), загрузив в элемент резистор 1 Ом.
Рассмотрим рис. 1.11a. Известно, что V _B для щелочной ячейки равно 1.5 В. Измеряя напряжение на резисторе 1 Ом, мы получаем 1,3 В, что должно оставлять падение напряжения 0,2 В на R _i. Поскольку ток в цепи равен и = 1,3 В / 1 Ом = 1,3 А, мы получаем для внутреннего сопротивления R _и = 0,2 В / 1,3 А ≅ 0,15 Ом.
Идеальные источники | Книга Ultimate Electronics
Ultimate Electronics: практическое проектирование и анализ схем
Идеальные источники напряжения, идеальные источники тока и неидеальные источники с внутренним сопротивлением.Читать 7 мин
Идеальные источники напряжения и тока — примитивные концепции для моделирования схем. Мы обсуждали напряжение и ток в предыдущем разделе.
Вот схематические обозначения этих двух идеальных источников:
Символ идеального источника напряжения помечен положительными и отрицательными выводами, указывающими его направление. Он определяется всего одним параметром В : разностью напряжений на его выводах.
Идеальный источник напряжения поддерживает одинаковую разницу напряжений на своих выводах независимо от величины тока, направления тока или общего заряда.
Идеальных источников напряжения не существует в физической реальности. Батарея (электрохимический элемент) ведет себя как идеальный источник напряжения, но это приближение не работает, когда токи велики и / или когда батарея разряжена. Мы обсудим батареи более подробно позже.
Когда какой-либо ток подается в идеальный источник напряжения или выходит из него, напряжение на нем остается неизменным. Вот простая симуляция, демонстрирующая этот эффект:
Exercise Щелкните схему, затем щелкните «Simulate» и «Run DC Sweep».Он настроен на регулировку тока, подаваемого на источник напряжения V1 или выходящего из него.
График напряжения показывает, что напряжение остается постоянным (ровная линия на 5 вольт) независимо от силы тока. Это скучная симуляция, но она показывает, что идеальный источник напряжения делает именно то, что должен!
На символе идеального источника тока есть стрелка, указывающая направление тока — при условии, что определенный параметр тока I положителен.
Идеальный источник тока подталкивает определенное постоянное количество заряда за раз, независимо от напряжения, энергии или общего заряда.
Источник тока также иногда называют приемником тока , в зависимости от того, с какого направления мы на него смотрим. Термин источник тока может использоваться в любом направлении.
Нет простого физического почти согласованного компонента, такого как батарея выше. Однако механические аналогии существуют. Водяной насос, который всегда выталкивает воду с заданной постоянной скоростью, независимо от того, насколько сильно он должен отталкивать любые препятствия в трубе, является разумным гидравлическим приближением к источнику тока.
Эта аналогия намекает на проблемы, которые мы увидим в электронике: что произойдет, если мы последовательно подключим идеальный водяной насос с производительностью 1 литр / час к идеальному водяному насосу с производительностью 2 литра / час? Кто победит? Ответ в том, что что-то нужно дать. Два последовательных идеальных источника тока несовместимы.
Аналогично, что, если мы возьмем наш идеальный водяной насос на 1 литр / час и полностью заблокируем его выходную трубу? Это похоже на то же самое, потому что заблокированный выход подобен источнику тока 0 литров / час.Итак, в конце концов, что-то должно дать — либо насос, либо препятствие — но математически мы создали невозможную ситуацию.
Хотя они могут не встречаться в природе, текущий источник является ценным методом моделирования, потому что в довольно широком диапазоне некоторые вещи ведут себя как текущие источники, и / или полезно создавать текущие источники как подкомпонент других систем или моделей. .
Вот простая симуляция, показывающая, что независимо от приложенного напряжения ток остается неизменным:
Exercise Щелкните схему, щелкните «Simulate» и «Run DC Sweep».”
Опять же, это скучная симуляция плоской линии, но источник тока поддерживает ток 10 А независимо от приложенного напряжения.
Моделирование неидеальных источников требует размышлений о сопротивлении и законе Ома, а также о том, как напряжения и токи ведут себя в сети, в соответствии с Законом Кирхгофа о напряжении и Законом Кирхгофа по току. Однако эти модели тесно связаны с идеальными источниками, поэтому мы кратко их представим здесь.
Практический источник напряжения смоделирован в первом порядке с внутренним сопротивлением серии :
Это означает, что фактическое напряжение, видимое снаружи, падает по мере того, как от него отводится ток.(В качестве альтернативы внешнее напряжение возрастает, если в него подается ток.)
Иногда этот эффект важен, а иногда нет: он зависит от величины падения напряжения и от того, рассчитана ли остальная часть вашей системы на это.
На самом деле, это не всегда линейно. Это даже не всегда монотонно: например, посмотрите защита от перегрузки ломом , чтобы увидеть, как разработчики источников питания иногда намеренно хотят нелинейного поведения сопротивления для защиты схемы от перегрузки и перегрева.
Сравните это моделирование неидеального источника напряжения с приведенным выше примером идеального источника напряжения:
Exercise Щелкните схему, щелкните «Simulate» и «Run DC Sweep». Теперь, когда внутреннее сопротивление ненулевое, график напряжения больше не плоский. Наклон зависит от величины внутреннего сопротивления.
Поскольку батареи часто моделируются как источники напряжения, важно помнить, что настоящие электрохимические элементы батареи также имеют внутреннее сопротивление.Это сопротивление зависит от химического состава, конструкции и истории батареи. Свежие высококачественные батареи будут иметь более низкое внутреннее сопротивление, чем старые, использованные батареи. Когда люди, плохо знакомые с электроникой, рассматривают возможность управления большой нагрузкой от батарей, они часто забывают учитывать падение напряжения из-за внутреннего сопротивления, которое может привести к тому, что система не сможет обеспечить ожидаемую мощность для нагрузки. Кроме того, падение напряжения может привести к сбросу цифровых систем или вызвать колебания источника питания в точных аналоговых системах.Подумайте, может ли внутреннее сопротивление батареи повлиять на остальную часть вашей системы.
Практический источник тока смоделирован в первом порядке с параллельным внутренним сопротивлением :
Почему этот дополнительный резистор в параллельно здесь, а не в серии , как для неидеального источника напряжения? Это потому, что последовательный резистор ничего не сделает с идеальным источником тока. (Источник тока не заботится о падении напряжения, поэтому любое дополнительное падение напряжения из-за последовательного резистора не повлияет на идеальный источник внутри.Вместо этого параллельный резистор указывает на то, что потребляемый ток будет изменяться в зависимости от приложенного напряжения: и идеальный источник, и резистор будут потреблять ток одновременно.
Сравните эту имитацию неидеального источника тока с приведенной выше симуляцией идеального источника тока:
Exercise Щелкните схему, щелкните «Simulate» и «Run DC Sweep». Теперь, когда существует конечное (больше не бесконечное) внутреннее сопротивление, график тока больше не является плоским с внешним приложенным напряжением.
Поскольку истинного идеального напряжения не существует, а источники тока — это природа, у проектировщика есть три варианта:
Смоделируйте все нелинейное поведение источника. Это часто бывает сложно понять.
Смоделируйте линеаризованное поведение источника вблизи его рабочей точки. Это намного проще и легче для понимания.
Считайте неидеальный источник «достаточно близким» к идеальному (нулевое или бесконечное внутреннее сопротивление). Это наименее сложный и самый простой для понимания.
Практически это решение, которое может и должен делать инженер.Обычно моделирование как №2 или №3 в некотором ограниченном диапазоне, где мы считаем, что эффект «достаточно плоский, чтобы линеаризовать» или «достаточно мал, чтобы его можно было игнорировать», является хорошим решением, если мы не проектируем напрямую преднамеренно нелинейный источник.
Неидеальные источники напряжения и тока, показанные на этой странице, также называются эквивалентными схемами Тевенина и Нортона, которые мы изучим в следующем разделе.
В следующем разделе «Земля» мы поговорим о концепции единой точки отсчета нулевого напряжения — концепции, которая невероятно широко используется и невероятно сбивает с толку многих новичков.
Роббинс, Майкл Ф. Ultimate Electronics: Практическое проектирование и анализ схем. CircuitLab, Inc., 2021, ultimateelectronicsbook.com. Доступно. (Авторское право © CircuitLab, Inc., 2021)
Разница между идеальным и практичным источником напряжения и тока
Электрические источники — это устройства, которые преобразуют другие формы энергии в электрическую. Другие формы могут быть механическими, кинетическими, химическими, потенциальными. Другими словами, источники — это активные элементы электрических цепей.Он производит электрическую энергию. По функциям источники можно разделить на источники напряжения и тока. Теоретически есть идеальные и практические источники. Вопрос в том, в чем разница между идеальными и практичными источниками напряжения / тока?
Идеальные источники — это воображаемые электрические источники. Это обеспечивает постоянное напряжение или ток в цепи независимо от тока нагрузки. Эти идеальные источники не имеют внутреннего сопротивления. Где невозможно построить источник с нулевым внутренним сопротивлением.Итак, все реальные источники называются практическими источниками.
Разница между идеальным и практическим источниками основана на зависимости выходной мощности источника от сопротивления нагрузки.
Типы источников напряжения
3 Методы тестирования диода с помощью мультиметра и осциллографа
Полноволновой выпрямитель с центральным ответвлением и конденсаторным фильтром
Источниками электроэнергии являются те устройства, которые подают напряжение в цепь. И их напряжение на клеммах полностью или частично не зависит от тока, потребляемого от них.Источник напряжения предназначен для подачи напряжения, а не тока. Источник тока должен обеспечивать ток, а не напряжение. Теоретически в электрических сетях доступно два типа источников напряжения . Идеальный источник напряжения и практичный источник напряжения.
Идеальный источник напряжения
Идеальный источник напряжения обеспечивает постоянное напряжение на своих выводах независимо от тока, потребляемого из него. Идеальные источники напряжения являются лишь теоретическими и не могут быть разработаны в лаборатории.Идеальный источник напряжения не имеет внутреннего сопротивления, и из-за сопротивления не происходит падения напряжения, поэтому напряжение на клеммах остается постоянным.
Практический источник напряжения
Практические источники напряжения существуют и используются в повседневной жизни. Практический источник напряжения имеет внутреннее сопротивление, которое вызывает падение напряжения на клеммах из-за протекания тока.
Разница между идеальным и практическим источником напряжения
Мнимый источник напряжения, который может обеспечивать постоянное напряжение для нагрузки в диапазоне от нуля до бесконечности.Такой источник напряжения имеет нулевое внутреннее сопротивление, $ R_ {s} $ и называется Ideal Voltage Source . Практически невозможно построить источник напряжения без внутреннего сопротивления и постоянного напряжения для такой большой нагрузки.
Практические источники напряжения всегда имеют некоторое значение сопротивления последовательно с идеальным источником напряжения. И из-за этого последовательного сопротивления напряжение падает, когда через него проходит ток. Итак, практический источник напряжения имеет внутреннее сопротивление и слегка изменяемое напряжение.
Типы источников тока
Источники тока — это активные элементы сети, которые обеспечивают одинаковый ток для любой нагрузки, подключенной к нему. Источник напряжения предназначен для подачи тока на нагрузку, а не напряжения. Идеальные источники тока обеспечивают точно такой же ток для любого подключенного к нему сопротивления. На практике источники тока могут различаться по текущему сопротивлению.
Объясните: что такое резистор и различные типы резисторов
Калькулятор цветовых кодов резисторов и вычисление цветовых кодов резисторов вручную
Что такое идеальный источник тока?
Идеальный источник тока обеспечивает точно такой же ток для любого сопротивления нагрузки и не изменяет свой ток при изменении сопротивления нагрузки.Создание идеального тока в лаборатории невозможно, и они только теоретические.
Что такое практический источник тока?
Практичные источники тока используются в повседневной жизни и просты в изготовлении. Они изменяют свой ток, изменяя сопротивление нагрузки за счет внутреннего сопротивления в ней.
Разница между идеальным и практическим источником тока
Мнимый источник тока, который обеспечивает постоянный ток для любой нагрузки в диапазоне от нуля до бесконечности.Помните, что подаваемый ток не зависит от напряжения. Идеальный источник тока должен иметь бесконечное внутреннее сопротивление, $ R_ {s} $. Опять же, сделать его практически невозможно.
Практический источник тока имеет некоторое внутреннее сопротивление, подключенное параллельно идеальному источнику тока. И часть тока проходит через него, и величина потока зависит от нагрузки.
Разница между независимым и зависимым источником
Независимый источник
Источник напряжения, не зависящий от других параметров схемы, является независимым источником.Независимые источники обеспечивают практически постоянное напряжение / ток независимо от различных элементов схемы (незначительно измененных из-за внутреннего сопротивления).
4 совета по покупке промышленного оборудования для вашего бизнеса
8 общих электрических проблем дома, требующих немедленного вмешательства электрика
Зависимый источник
В случае зависимых источников выходная мощность источника зависит от некоторого параметра цепи. Изменяя эти параметры в цепи, регулируется выход источника.Существует четыре типа зависимых источников:
Источник тока, управляемый напряжением (VCCS), где источник тока зависит от напряжения.
Источник тока с управлением по току (CCCS), где источник тока зависит от тока.
Источник напряжения, управляемый напряжением (VCVS), где источник напряжения зависит от другого напряжения.
Источник напряжения с управлением по току (CCCS), где источник напряжения зависит от источника тока.
Источник напряжения и источник тока
Источник напряжения и источник тока:
В соответствии с характеристиками напряжения и тока на клеммах электрические источники энергии подразделяются на идеальных источников напряжения и источников тока .Далее их можно разделить на независимых и зависимых источников .
Идеальный источник напряжения — это двухконтактный элемент, в котором напряжение v _s полностью не зависит от тока i _s через его выводы. Представление Идеальных источников постоянного напряжения показано на Рис. 1.6 (a).
Если мы наблюдаем характеристики v — i для идеальных источников напряжения, как показано на рис. 1.6 (c), в любое время, значение напряжения на клеммах v _s будет постоянным по отношению к значению тока i _s .Когда v _s = 0, источники напряжения такие же, как при коротком замыкании. Источники напряжения не обязательно должны иметь постоянную величину; во многих случаях указанное напряжение может зависеть от времени, как синусоидальная форма волны. Это можно представить, как показано на рис. 1.6 (b). Во многих практических источниках напряжения внутреннее сопротивление представлено последовательно с источником, как показано на рис. 1.7 (a). При этом напряжение на клеммах падает по мере увеличения тока через нее, как показано на рис.1.7 (б).
Напряжение на клеммах V _t зависит от тока источника, как показано на рис. 1.7 (b), где V _t = v _s — i _s R.
Идеальным источником постоянного тока является двухполюсный элемент, в котором ток i _s полностью не зависит от напряжения v _s на его выводах. Подобно источникам напряжения, мы можем иметь источники тока постоянной величины i _с или источники, ток которых изменяется во времени i _с (t).Изображение идеальных источников тока показано на рис. 1.8 (а).
Если мы наблюдаем характеристики v — i для идеальных источников тока, как показано на рис. 1.8 (b), в любое время значение тока i _s остается постоянным по отношению к напряжению на нем. Во многих практических источниках тока сопротивление подключено параллельно источнику, как показано на рис. 1.9 (a). При этом величина тока падает с увеличением напряжения на его выводах. Его терминальные v — i характеристики показаны на рис.1.9 (б).
Ток на клеммах определяется значением
i _t = i _s — (v _s / R)
где
R — внутреннее сопротивление идеальных источников тока.
Два типа идеальных источников, которые мы обсудили, являются независимыми источниками, для которых напряжение и ток независимы и не зависят от других частей схемы.
В случае зависимых источников напряжение или ток источника не фиксированы, а зависят от напряжения или тока, существующих в каком-либо другом месте в цепи.
Различные типы зависимых или контролируемых источников:
Источник напряжения с регулируемым напряжением (VCVS)
Источники управляемого напряжения (CCVS)
Источник тока, управляемый напряжением (VCCS)
Источник тока с регулируемым током (CCCS)
Они представлены на принципиальной схеме символом, показанным на рис. 1.10. Эти типы источников в основном встречаются при анализе схем замещения транзисторов.
Поставщики и ресурсы беспроводной связи RF
О компании RF Wireless World
Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов радиочастотной и беспроводной связи. На сайте представлены статьи, руководства, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тестирование и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.
Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. Д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. В нем также есть академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и MBA.
Статьи о системах на основе Интернета вещей
Система обнаружения падений для пожилых людей на основе Интернета вещей : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падений Интернета вещей. Читать дальше➤
Также обратитесь к другим статьям о системах на основе Интернета вещей следующим образом:
• Система очистки туалетов самолета. • Система измерения столкновений • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной торговли • Система мониторинга качества воды. • Система Smart Grid • Система умного освещения на базе Zigbee • Умная парковка на базе Zigbee • Система умной парковки на основе LoRaWAN
RF Статьи о беспроводной связи
В этом разделе статей представлены статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE / 3GPP и т. Д. .стандарты. Он также охватывает статьи, относящиеся к испытаниям и измерениям, по тестированию на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF / PHY. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЬИ ДЛЯ ССЫЛКИ >>.
Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Читать дальше➤
Основы повторителей и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов ретрансляторов, используемых в беспроводных технологиях.Читать дальше➤
Основы и типы замирания : В этой статье описываются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные, быстрые и т. Д., Используемые в беспроводной связи. Читать дальше➤
Архитектура сотового телефона 5G : В этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G Архитектура сотового телефона. Читать дальше➤
Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи в соседнем канале, помехи в совмещенном канале, Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. Д.Читать дальше➤
5G NR Раздел
В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (New Radio), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. Д. 5G NR Краткий указатель ссылок >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • 5G NR CORESET • Форматы DCI 5G NR • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Эталонные сигналы 5G NR • 5G NR m-последовательность • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • Уровень MAC 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень 5G NR PDCP
Учебные пособия по беспроводным технологиям
В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводной связи.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, WLAN, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. Д. См. УКАЗАТЕЛЬ Учебников >>
Учебное пособие по 5G — В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы по технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G Частотные диапазоны руководство по миллиметровым волнам Волновая рама 5G мм Зондирование волнового канала 5G мм 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Сетевая архитектура 5G Сетевые интерфейсы 5G NR канальное зондирование Типы каналов 5G FDD против TDD Разделение сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G TF
Этот учебник GSM охватывает основы GSM, архитектуру сети, элементы сети, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура или иерархия кадров GSM, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM, установка вызова или процедура включения питания, MO-вызов, MT-вызов, VAMOS, AMR, MSK, модуляция GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы работы с мобильным телефоном, Планирование RF, нисходящая линия связи PS-вызовов и восходящая линия связи PS-вызовов.
➤Подробнее.
LTE Tutorial , охватывающий архитектуру системы LTE, охватывающий основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он обеспечивает связь с обзором системы LTE, радиоинтерфейсом LTE, терминологией LTE, категориями LTE UE, структурой кадра LTE, физическим уровнем LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, передача голоса по LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE продвинутые.➤Подробнее.
RF Technology Stuff
Эта страница мира беспроводной радиосвязи описывает пошаговое проектирование преобразователя частоты RF на примере преобразователя RF UP диапазона 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, колодки аттенюатора. ➤Подробнее.
➤Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Конструкция RF-фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковой печати ➤ОсновыWaveguide
Секция испытаний и измерений
В этом разделе рассматриваются контрольно-измерительные ресурсы, испытательное и измерительное оборудование для тестирования ИУ на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.УКАЗАТЕЛЬ испытаний и измерений >>
➤Система PXI для T&M. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤Измерения слоя PHY ➤Тест на соответствие устройства WiMAX ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤Тест на соответствие TD-SCDMA
Волоконно-оптическая технология
Оптоволоконный компонент , основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. Оптические компоненты INDEX >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤SONET основы ➤SDH Каркасная конструкция ➤SONET против SDH
Поставщики и производители беспроводных радиочастотных устройств
Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.
Поставщики радиочастотных компонентов, включая радиочастотный изолятор, радиочастотный циркулятор, радиочастотный смеситель, радиочастотный усилитель, радиочастотный адаптер, радиочастотный разъем, радиочастотный модулятор, радиочастотный трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, генератор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексор, дуплексер, микросхема резистора, микросхема конденсатора, индуктор микросхемы, ответвитель, оборудование ЭМС, программное обеспечение для проектирования радиочастот, диэлектрический материал, диод и т. д.Производители RF компонентов >>
➤Базовая станция LTE ➤RF Циркулятор ➤RF Изолятор ➤Кристаллический осциллятор
MATLAB, Labview, встроенные исходные коды
Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. ИНДЕКС ИСХОДНОГО КОДА >>
➤3-8 декодер кода VHDL ➤Код MATLAB для дескремблера ➤32-битный код ALU Verilog ➤T, D, JK, SR триггеры labview коды

* Общая информация о здоровье населения *
Выполните эти пять простых действий, чтобы остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙТЕ ПЯТЬ
1. РУКИ: часто мойте их
2. КОЛЕНО: Откашляйтесь.
3. ЛИЦО: Не трогай его
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 3 футов (1 м) друг от друга
5. ЧУВСТВОВАТЬ: Болен? Оставайся дома
Используйте технологию отслеживания контактов >>, соблюдайте >> рекомендации по социальному дистанцированию и установить систему видеонаблюдения >> чтобы спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таким странам, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.
RF Беспроводные калькуляторы и преобразователи
Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Сюда входят такие беспроводные технологии, как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. Д. СПРАВОЧНЫЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤5G NR ARFCN против преобразования частоты ➤Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенн Яги ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR
IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии
Раздел IoT охватывает беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth Low Power (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT +, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики Интернета вещей, компоненты Интернета вещей и компании Интернета вещей.
См. Главную страницу IoT >> и следующие ссылки.
➤ НИТЬ ➤EnOcean ➤Учебник по LoRa ➤Учебник по SIGFOX ➤WHDI ➤6LoWPAN ➤Zigbee RF4CE ➤NFC ➤Lonworks ➤CEBus ➤UPB

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

Учебники по беспроводной связи RF

Датчики различных типов

Поделиться страницей

Перевести страницу

Текущий источник

Привет, друзья, надеюсь, у вас все отлично.В сегодняшнем руководстве мы обсудим What is the Current Source . В электрической системе есть два основных источника: первый — это источник напряжения, а другой — источник тока. Есть еще два типа источников тока: настоящий и идеальный источник тока. Ток, производимый идеальным источником тока, имеет одинаковое значение независимо от изменения напряжения в схеме. Поскольку ток идеального источника не зависит от каких-либо параметров схемы, таких как напряжение, сопротивление, его также называют независимым источником.
Источник тока соответствует источнику напряжения. В сегодняшнем посте мы рассмотрим его работу, типы, схемы, идеальные источники и некоторые другие связанные факторы. Итак, давайте начнем с , что является текущим источником.
Что такое источник тока
Источник тока — это активный компонент схемы, который обеспечивает постоянный ток в цепи независимо от изменения напряжения схемы.
Исходя из определения источника тока, мы можем сделать вывод, что это идеальный источник. Но в реальном мире идеальных выходов из источников не существует.
Например, он может объяснить, что если мы подключим идеальный источник с открытой схемой, он не будет работать.
Есть два основных фактора, которые описывают работу практического источника тока. Во-первых, это его внутреннее сопротивление, а во-вторых, напряжение согласования.
Максимальное напряжение, которое источник тока может подавать на нагрузку, называется согласованным напряжением .
Во время изменения нагрузки источник тока работает как идеальный источник, обеспечивает неограниченное сопротивление, но, когда значение напряжения на выходе достигает значения согласованного напряжения, он начинает вести себя как настоящий источник и обеспечивает ограниченное значение сопротивления.
Идеальный источник тока
Источник тока с неограниченным сопротивлением, подающий то же значение тока на нагрузку.
Подобно источнику напряжения, идеальные источники тока имеют два типа зависимых и независимых источников тока.
Независимые источники — это такие устройства, которые используются для разрешения таких схем, которые имеют активные компоненты, такие как транзисторы, диоды и т. Д.
Простым примером источника тока является сопротивление, которое соединено с источником напряжения для создания небольшого значения тока от нескольких мА до сотен ампер.
Подключения источника тока
Источники тока могут быть объединены друг с другом для увеличения и уменьшения значения тока.
Есть два способа, которыми они соединяются друг с другом в соответствии с требованиями схемы. Первый — это серия, а второй — параллельный.
Давайте обсудим эти два метода подключения один за другим.
Источник тока в параллели
На данной диаграмме видно, что 2 источника тока подключены параллельно. Параллельно подключенные источники тока ведут себя как единый источник, а его выход представляет собой сумму токов 2 источников.
В данной схеме есть 2 источника тока по пять ампер, подключенных параллельно, выходной ток будет суммой тока этих двух источников, равной десяти ампер.
Источники с разными значениями также можно подключать параллельно, например, если мы подключим 10-амперные и 8-амперные источники параллельно, на выходе будет 18 ампер.
Параллельно противодействующие источники тока
Теперь мы изучаем, какой будет эффект, если мы подключим источник в противоположном направлении.
В данной схеме параллельно включены два источника тока по 10 ампер. Чтобы получить выходной сигнал такой схемы, нужно вычесть значение двух источников тока, на данной диаграмме первая схема будет иметь нулевой ток.
Во 2-й схеме есть две параллельно соединенные схемы, которые имеют значение тока 10 ампер и 5 ампер, их выход будет 5 ампер.
Источники тока в серии
Теперь мы обсудим поведение последовательно соединенных источников тока.
Нехорошо соединять источники тока последовательно.
Причина в том, что выходной ток последовательно соединенных источников не подчиняется правилу сложения и вычитания.
В данной схеме есть 2 источника тока по десять ампер, подключенных последовательно, их выход не может быть 20 ампер в последовательной комбинации.
Практический источник тока
Как мы уже говорили выше, идеальный источник тока обеспечивает постоянный ток независимо от изменения выходной нагрузки.В связи с этим он также известен как независимый источник.
Итак, мы можем сказать, что идеальный источник тока имеет неограниченное значение сопротивления.
Теоретически идеальный источник выходит, но практически источник тока имеет большее значение сопротивления, но не бесконечность, как идеальный источник.
Практичный сток тока может быть сконструирован как идеальный источник, если он подключен к внутреннему сопротивлению параллельно.
В данной схеме сопротивление (R1) дает тот же эффект, что и сопротивление, подключенное параллельно идеальному источнику.
Поскольку эти две схемы эквивалентны, значение падения напряжения также будет одинаковым.
Из схемы видно, что схема реального источника выглядит как эквивалентная схема Нортона, Нортон говорит, что любую схему можно заменить такой схемой, которая имеет одно сопротивление и параллельный источник с ним.
Если значение сопротивления (R1) выше или не ограничено, то практический источник выглядит как идеальный источник.
Сравнение источников тока и напряжения
Источник напряжения
Источниками напряжения в основном являются источники электроэнергии, такие как батареи и электроснабжение в наших домах.
Все эти источники обеспечивают то же значение напряжения, что и ток, проходящий через схему в определенных пределах.
В случае разомкнутой цепи идеальный источник выдает нулевую мощность, но при коротком замыкании он имеет неограниченную мощность.
Идеальный источник имеет нулевое значение сопротивления при последовательном подключении.
Практический источник имеет некоторое значение сопротивления, но не ноль, почти меньше одного Ом.
Старайтесь избегать использования идеального стока в короткозамкнутых устройствах и не подключайте его к источнику, значение напряжения которого не соответствует идеальному источнику.
Источник тока
Источник тока выдает такое же значение тока, до этого момента сопротивление нагрузки очень низкое.
В случае короткого замыкания идеальный ток обеспечивает нулевую мощность, но в случае разомкнутой цепи он дает неограниченное значение мощности и напряжения.
В отличие от идеальной раковины, практическая раковина имеет более высокое, но ограниченное значение сопротивления.
Подобный источник напряжения старайтесь избегать использования идеального стока тока в устройствах с разомкнутой цепью и с источником, который не имеет тока, подобного идеальному источнику.Но иногда такие устройства используются для дополнительных полупроводниковых схем из оксидов металлов.
Это подробная статья о текущем источнике, у меня есть все, что связано с текущим источником. Если есть вопросы по источнику напряжения, задавайте их в комментариях. Спасибо, что прочитали, до следующего урока.
Автор: Захид Али
Я профессиональный писатель технического контента, мое хобби — узнавать новые вещи и делиться ими с новыми учениками.
No related posts.

Разное