 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( ноябрь 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Источник напряжения является двух- терминал устройства , которое может поддерживать фиксированное напряжение . [1] Идеальный источник напряжения может поддерживать фиксированное напряжение независимо от сопротивления нагрузки или выходного тока. Однако реальный источник напряжения не может обеспечивать неограниченный ток. Источник напряжения является двойным из источника тока . Реальные источники электроэнергии, такие как батареи и генераторы, могут быть смоделированы для целей анализа как комбинация идеального источника напряжения и дополнительных комбинаций элементов импеданса .
Идеальные источники напряжения [ править ]
Источник напряжения идеального является двумя-терминальным устройством , которое поддерживает фиксированное падение напряжения на его выводы. Его часто используют как математическую абстракцию, упрощающую анализ реальных электрических цепей. Если напряжение на идеальном источнике напряжения может быть задано независимо от любой другой переменной в цепи, это называется независимым источником напряжения. И наоборот, если напряжение на идеальном источнике напряжения определяется каким-либо другим напряжением или током в цепи, он называется зависимым или управляемым источником напряжения . Математическая модель усилителя будет включать в себя зависимые источники напряжения, величина которых, например, определяется некоторой фиксированной зависимостью от входного сигнала.[2] При анализе неисправностей в электроэнергетических системах вся сеть взаимосвязанных источников и линий передачи может быть с успехом заменена идеальным источником напряжения (переменного тока) и одним эквивалентным сопротивлением.
 |  |
| Идеальный источник напряжения | Идеальный источник тока |
.svg) | .svg) |
| Источник контролируемого напряжения | Контролируемый источник тока |
 |  |
| Батарея ячеек | Одиночная ячейка |
Внутреннее сопротивление от источника напряжения идеального равно нуль; он может подавать или поглощать любое количество тока. Ток через идеальный источник напряжения полностью определяется внешней цепью. При подключении к разомкнутой цепи есть нулевой ток и, следовательно, нулевая мощность. При подключении к сопротивлению нагрузки ток через источник приближается к бесконечности, а сопротивление нагрузки приближается к нулю (короткое замыкание). Таким образом, идеальный источник напряжения может обеспечивать неограниченную мощность.
Если два идеальных независимых источника напряжения напрямую соединены параллельно , они должны иметь точно такое же напряжение; В противном случае это создает логическую ошибку , аналогичную написанию уравнения .
Источники напряжения, подключенные параллельно, разделяют нагрузку по току: если точная копия напряжения подключена параллельно исходному, любой из них будет обеспечивать половину электрического тока, который мог бы обеспечить исходный источник напряжения. В остальной части схемы ничего не изменилось: эти два источника напряжения вместе обеспечивают то же напряжение и тот же ток, что и исходный.
Настоящий источник напряжения не идеален; все они имеют ненулевое эффективное внутреннее сопротивление, и ни один не может обеспечивать неограниченный ток. Однако внутреннее сопротивление реального источника напряжения эффективно моделируется при анализе линейных цепей путем объединения ненулевого сопротивления последовательно с идеальным источником напряжения ( эквивалентная схема Тевенина ).
Сравнение источников напряжения и тока [ править ]
Большинство источников электроэнергии ( сеть , аккумулятор ) моделируются как источники напряжения. Идеальный источник напряжения не обеспечивает энергии , когда она загружена с помощью открытой цепи (т.е. бесконечного сопротивления ), но приближается к бесконечной энергии и ток , когда сопротивление нагрузки приближается к нулю (а короткое замыкание ). Такое теоретическое устройство должно было бы иметь выходной импеданс 0 Ом последовательно с источником. Реальный источник напряжения имеет очень низкое, но ненулевое внутреннее сопротивление и выходной импеданс , часто намного меньше 1 Ом.
И наоборот, источник тока обеспечивает постоянный ток, пока нагрузка, подключенная к клеммам источника, имеет достаточно низкий импеданс. Идеальный источник тока не будет обеспечивать энергию короткого замыкания и приближаться к бесконечным энергиям и напряжению, когда сопротивление нагрузки приближается к бесконечности (разомкнутая цепь). Идеальный источник тока имеет бесконечное выходное сопротивление параллельно с источником. Реальный источник тока имеет очень высокий, но конечный выходной импеданс . В случае транзисторных источников тока типичным является импеданс в несколько МОм (на низких частотах).
Поскольку не существует идеальных источников любой из разновидностей (все реальные примеры имеют конечный и ненулевой импеданс источника), любой источник тока можно рассматривать как источник напряжения с таким же полным сопротивлением источника и наоборот. Источники напряжения и источники тока иногда называют двойными друг другу, и любой неидеальный источник может быть преобразован из одного в другой, применяя теорему Нортона или теорему Тевенина .
Ссылки и примечания [ править ]
- ^ Введение в электронику
- ^ KCA Smith, RE Alley, Электрические цепи: введение , Cambridge University Press, 1992 ISBN 0-521-37769-2 , стр. 11-13
См. Также [ править ]
- бандгап
- Делитель напряжения
- Источник опорного напряжения
- Регулятор напряжения
