что такое источник тока и источник напряжения

Источник тока.

Давайте попробуем разобраться, что же все таки называют источником тока и как он обозначается в различных схемах.

Обычно источник тока условно отображается так, как указано на рисунке ниже:

При этом на схемах он изображается следующим образом:

Здесь изображен источник тока в составе генератора тока, собранного с использованием биполярных транзисторов.

Источником или генератором тока обычно называют двухполюсник, создающий ток, который не зависит от присоединенного к нему сопротивлению нагрузки. И часто такое название дают любому источнику электрического напряжения (розетке, генератору, батарее и т.п.). Но если говорить только в физическом смысле, такое обозначение нельзя называть правильным, наоборот – источники напряжения, применяемые для бытовых целей, скорее можно назвать источниками ЭДС.

На вышеуказанной схеме содержится источник тока в составе схемы замещения триполярного транзистора. Стрелка служит указателем положительного направления тока. При этом ток, генерируемый этим источником, зависит от напряжения на другом участке данной схемы.

Разница между идеальным и реальным источниками тока.

Идеальный источник тока имеет напряжение на клеммах, зависящее только от того, какое сопротивление возникает на внешней цепи: U=L*R

Чтобы определить, какую мощность источник тока отдает в сеть, используется следующая формула: P=L 2 *R

При этом следует учитывать следующее уравнение: L=_const

Это позволяет понять, что мощность и напряжение, выделяемые источником тока, будут неограниченно расти, если будет расти сопротивление.

Реальный источник тока в линейном приближении можно описать внутренним сопротивлением. В этом он очень схож с обычным источником ЭДС. Различие между ними состоит в следующем: с увеличением внутреннего сопротивления источник тока приближается по параметрам к идеальному, а источник ЭДС приближается к идеальному по мере того, как внутреннее сопротивление уменьшается.

Реальный источник тока с показателем внутреннего сопротивления r и реальный источник ЭДС будут эквивалентными при соблюдении условия:

Реальный источник тока будет иметь напряжение на клеммах:

При силе тока, равной:

И мощности, определяемой по формуле:

Катушку индуктивности, по которой на протяжении некоторого времени проходил ток от внешнего источника после его отключения, можно назвать источником тока.

Это объясняет искрение контактов, происходящее, когда индуктивная нагрузка быстро отключается. Пробой зазора возникает из-за сохранения тока при резком увеличении уровня сопротивления.

Если первичная обмотка трансформатора подключена к мощной линии переменного тока, его вторичную обмотку можно рассматривать как идеальный источник тока, но переменного, а не постоянного, что приводит к невозможности размыкания его вторичной цепи. Это значит, что вторичная обмотка должна быть шунтирована.

Реальный генератор обладает рядом ограничений, среди которых следует отметить одно – ограничение по напряжению на выходе. Например, реальный источник тока работает только с тем диапазоном напряжений, верхний порог которого зависит от того, каким будет напряжение, питающее источник. Это приводит к наличию некоторых ограничений по нагрузке.

Такой источник тока нашел широкое применение во многих сферах. Например, для работы в паре с дифференциальными усилителями и измерительными мостами в аналоговой схемотехнике.

Источник

Источники тока и напряжения

Для анализа цепей удобно вводить идеализированные источники двух видов: источник напряжения и источник тока, которые учитывают главные свойства реальных источников. При соответствующем дополнении идеализированных источников пассивными элементами можно передать все свойства реальных источников по отношению к их внешним выводам.

Источник напряжения. Подисточником напряжения понимают такой элемент с двумя выводами (полюсами), напряжение между которыми задано в виде некоторой функции времени независимо от тока, отдаваемого во внешнюю цепь. Зависимость напряжения от тока идеального источника напряжения показана на рис. 1.3. Такой идеализированный источник способен отдавать неограниченную мощность. Наиболее часто применяемые условные графические изображения источника напряжения показаны на том же рисунке, где принятая положительная полярность напряжения источника указывается либо стрелкой внутри кружочка, либо знаками “+”, “-”.

Реальные источники сигнала имеют внутренние сопротивления. К источнику напряжения внутреннее сопротивление подключается последовательно. На рис. 1.4 показаны вольтамперная характеристика и схема реального источника напряжения. Для реального источника выходное напряжение будет равно

Из формулы видно, что выходное напряжение реального источника тока зависит от тока нагрузки I_н. Чем больше ток нагрузки, тем больше падает напряжение на внутреннем сопротивлении источника, и меньшая часть напряжения U₀ поступает на нагрузку (на выход). С другой стороны, чем больше внутреннее сопротивление R_вн при неизменном токе нагрузки, тем больше падает на нем напряжения, что ведет к уменьшению напряжения на выходе источника. Применительно к электронным схемам внутреннее сопротивление источника часто называют выходным сопротивлением.

В случае идеального источника напряжения, его внутреннее сопротивление равно 0 и напряжение на нагрузке не зависит от тока нагрузки. При этом ток нагрузки может возрастать до бесконечности, если сопротивление нагрузки будет стремиться к 0. В действительности невозможно построить идеальный источник напряжения во всем диапазоне изменения выходного тока. Однако, во многих случаях, для ограниченного диапазона изменения выходного тока некоторые источники можно рассматривать как идеальные.

Например, источник питания в диапазоне рабочих токов имеет очень малое внутреннее сопротивление, которым можно пренебречь, по сравнению с сопротивлением нагрузки. Или другой пример, выходное сопротивление операционного усилителя, охваченного отрицательной обратной связью, может достигать нескольких сотых долей Ома. Таким внутренним сопротивлением можно пренебречь и рассматривать выход операционного усилителя как идеальный источник напряжения в диапазоне допустимых выходных токов.

Источник тока. Под идеальным источником тока понимают такой элемент цепи, через выводы которого протекает ток с заданным законом изменения во времени независимо от напряжения между выводами. Вольтамперная характеристика и условные графические изображения идеального источника тока показана на рис. 1.5. Независимость тока от напряжения означает, что внутренняя проводимость источника, куда может ответвляться ток, равна 0, а внутреннее сопротивление равно бесконечности. Вольтамперная характеристика и

схема реального источника тока показана на рис. 6. При увеличении напряжения на нагрузке за счет увеличения сопротивления нагрузки увеличивается внутренний ток источника тока. При этом меньшая часть тока I₀ поступает в нагрузку. Выходной ток I_н будет равен

Из формулы видно, что чем больше внутреннее сопротивление источника тока, тем меньше внутренний ток I_вн и большая часть тока I₀ отдается в нагрузку. В пределе при R_вн = ∞ весь ток I₀ отдается в нагрузку, и ток нагрузки не будет зависеть от напряжения на нагрузке. В этом случае имеем дело с идеальным источником тока. Итак, в идеальном источнике тока внутреннее сопротивление равно бесконечности. В идеальном источнике тока при бесконечной величине сопротивления нагрузки (обрыв цепи нагрузки) на его зажимах будет напряжение бесконечной величины.

Это конечно идеализация – нельзя построить источник тока, у которого величина внутреннего сопротивления рана бесконечности. Однако на практике используются источники тока, построенные на транзисторах, с внутренним сопротивлением, достигающим величин многих мегом и более, работающие в ограниченном диапазоне выходных напряжений. Такие источники тока широко используются в схемах дифференциальных и операционных усилителей, при построении цифро-аналоговых преобразователей, при передаче сигналов по токовой петле и др.

Реальные источники напряжения и тока эквивалентны. Это означает, что относительно своих зажимов схемы ведут себя одинаковым образом, т.е. при анализе схемы один и тот же источник можно рассматривать как реальный источник напряжения или реальный источник тока. Условия эквивалентности можно получить из выражения для напряжения реального источника напряжения

Разделим правую и левую части уравнения на R_вн, получим

Введем обозначения U₀ /R_вн = I₀ = const; U₀ /R_вн = I_вн и запишем уравнение в следующем виде

Причем на сопротивлениях R_вн и R_н падает одно и то же напряжение U_н, т.е. они соединены параллельно

Отсюда приходим к схеме реального источника тока, показанного на рис.1.6.

Раз схемы реальных источников напряжения и тока эквивалентны, то возникает вопрос, когда использовать при анализе схемы тот или иной источник? Ответ простой. Используйте тот тип источника, при котором проще анализировать работу схемы. На практике часто поступают следующим образом. Если внутреннее сопротивление источника намного меньше сопротивления нагрузки, то такой источник целесообразно рассматривать как источник напряжения. И в первом приближении величиной внутреннего сопротивления можно пренебречь. Если внутреннее сопротивление намного больше сопротивления нагрузки, то такой источник рассматривают как источник тока. И при первоначальном анализе считают его идеальным. При более детальном анализе схемы учитывают не идеальность источника тока.

Источник

Что такое источник тока и источник напряжения

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

aen
Модератор Карма: 157 Рейтинг сообщений: 1591 Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07 Сообщений: 11945 Откуда: Россия. Рейтинг сообщения: 0 Медали: 2

Rokl
Друг Кота Карма: 17 Рейтинг сообщений: 165 Зарегистрирован: Пт авг 25, 2006 09:26:19 Сообщений: 5203 Откуда: Москва Рейтинг сообщения: 0	Приглашаем 30 ноября всех желающих посетить вебинар о литиевых источниках тока Fanso (EVE). Вы узнаете об особенностях использования литиевых источников питания и о том, как на них влияют режим работы и условия эксплуатации. Мы расскажем, какие параметры важно учитывать при выборе литиевого ХИТ, рассмотрим «подводные камни», с которыми можно столкнуться при неправильном выборе, разберем, как правильно проводить тесты, чтобы убедиться в надежности конечного решения. Вы сможете задать вопросы представителям производителя, которые будут участвовать в вебинаре.

tych
Э. Карма: 1 Рейтинг сообщений: 9 Зарегистрирован: Ср апр 04, 2007 08:39:14 Сообщений: 2794 Откуда: Москва Рейтинг сообщения: 0	Бывает можно, бывает нет. Приглашаем всех желающих посетить вебинар, посвященный технологии Ethernet и её новому стандарту 10BASE-T1S/L. Стандарт 802.3cg описывает передачу данных на скорости до 10 Мбит в секунду по одной витой паре. На вебинаре будут рассмотрены и другие новшества, которые недавно вошли в семейство технологий Ethernet: Synchronous Ethernet (SyncE), Precision Time Protocol (PTP), Time Sensitive Networking (TSN). Не останется в стороне и высокоскоростной 25G+ Ethernet от Microchip.

aen
Модератор Карма: 157 Рейтинг сообщений: 1591 Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07 Сообщений: 11945 Откуда: Россия. Рейтинг сообщения: 0 Медали: 2

tych
Э. Карма: 1 Рейтинг сообщений: 9 Зарегистрирован: Ср апр 04, 2007 08:39:14 Сообщений: 2794 Откуда: Москва Рейтинг сообщения: 0	И первое и второе БРЕД.

Мышонок
Друг Кота Карма: 6 Рейтинг сообщений: 30 Зарегистрирован: Чт сен 14, 2006 11:42:09 Сообщений: 3792 Откуда: Обитаю на чердаке Рейтинг сообщения: 0	Дословно из учебника ТОЭ: 1. К источникам ЭДС обычно относят источники электромагнитной энергии, в которых ЭДС е не зависит или практически не зависит от тока, идущего от источника в приёмник, и внутреннее сопротивление rвн которых мало. 2. К источникам тока обычно относят источники электромагнитной энергии, в которых ток не зависит или практически не зависит от напряжения u, которое создаётся источником на зажимах приёмника. Предполагается, что источник тока имеет достаточно малую внутреннюю проводимость gвн. В случаях, указанных aen, речь идёт об идеальных источниках. В практических расчётах часто применяется преобразование источников тока в эквивалентные источники ЭДС и обратно. За подробностями, кому лень заглянуть в учебник ТОЭ, прошу сюда: http://www.toehelp.ru aen, замечание: напряжение и ЭДС немного разные вещи, и в данном случае у нас речь идёт не об источниках напряжения (напряжение создаётся на нагрузке, при протекании в ней тока), а именно об источниках ЭДС. _________________ Память очень интересная штука: бывает так, что запомнишь одно, а вспомнишь другое. Последний раз редактировалось Мышонок Пн май 14, 2007 14:07:16, всего редактировалось 3 раз(а).

aen

Модератор Карма: 157 Рейтинг сообщений: 1591 Зарегистрирован: Пт апр 28, 2006 15:26:07 Сообщений: 11945 Откуда: Россия. Рейтинг сообщения: 0 Медали: 2

positron Родился Зарегистрирован: Пт июн 11, 2010 22:30:49 Сообщений: 15 Рейтинг сообщения: 0 Я все правильно понял: Света Модератор Карма: 160 Рейтинг сообщений: 1836 Зарегистрирован: Пн июл 07, 2008 10:46:09 Сообщений: 10532 Откуда: Россия Рейтинг сообщения: 0 _________________ Если хотите, чтобы жизнь улыбалась вам, подарите ей своё хорошее настроение positron Родился Зарегистрирован: Пт июн 11, 2010 22:30:49 Сообщений: 15 Рейтинг сообщения: 0 что-то все равно не ясно dr.doc Это не хвост, это антенна Карма: 20 Рейтинг сообщений: 185 Зарегистрирован: Вс мар 28, 2010 12:52:22 Сообщений: 1368 Откуда: Беларусь Рейтинг сообщения: 0 _________________ «Еще я хотел бы, чтобы наши ученые изобрели какой-то новый источник энергии, чтобы мы на коленях не ползали даже перед нашими братьями, умоляя их и выпрашивая тонну нефти или кубометр газа», — рассказал белорусский президент. SeregaT Генеральный секретарь МЯУ Карма: 63 Рейтинг сообщений: 22 Зарегистрирован: Пн сен 03, 2007 18:24:27 Сообщений: 17753 Откуда: Россия. Омск. Рейтинг сообщения: 0 Jemchug Мудрый кот Карма: 19 Рейтинг сообщений: 166 Зарегистрирован: Сб окт 10, 2009 17:16:58 Сообщений: 1732 Откуда: Россия. Рейтинг сообщения: 0 Источник ЭДС (идеальный источник напряжения) — двухполюсник, напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока в цепи). Идеальный источник напряжения (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 RH которой стремится к нулю. Но при этом получается, что мощность источника ЭДС также стремится к бесконечности, так как P = EI. Но это невозможно, по той причине, что мощность любого источника энергии конечна. _____ Исто́чник то́ка (также генератор тока) — двухполюсник, который создаёт ток не зависящий от сопротивления нагрузки, к которой он присоединён. В чистом виде источник тока физически не реализуем, но концепция генератора тока используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. YS Друг Кота Карма: 69 Рейтинг сообщений: 1208 Зарегистрирован: Вс мар 29, 2009 22:09:05 Сообщений: 7457 Рейтинг сообщения: 0 Источник напряжения, как уже было сказано, поддерживает напряжение постоянным вне зависимости от тока нагрузки. Источник тока меняет напряжение на выходе так, чтобы через нагрузку тек требуемый ток. Идеальный источник напряжения может выдать любой ток, вплоть до бесконечного. Идеальный источник тока может поднять выходное напряжение как угодно высоко для обеспечения нужного тока, вплоть до бесконечности. Если мы подключим их по отдельности к источнику напряжения с выходным напряжением, ну, скажем, 12В, то напряжение на них будет одинаково, но через резистор 10 Ом будет течь ток 1.2А, а через резистор 100 Ом 0.12А. Источник напряжения поддерживает напряжение потоянным, при этом через каждый резистор течет свой ток. Если подключить их по отдельности к источнику тока, ну, например, 12А, то на резисторе 10 Ом источник установит напряжение 120В, а на резисторе 100 Ом 1200В. При этом через них будет течь одинаковый ток. На практике источник тока обычно делается из управляемого обратной связью источника напряжения. _________________ Разница между теорией и практикой на практике гораздо больше, чем в теории. Страница 1 из 1 [ Сообщений: 16 ] Часовой пояс: UTC + 3 часа Кто сейчас на форуме Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 71 Источник ← Чего нельзя делать когда близкие в дороге что такое псионическое излучение → Вам также понравится что такое микоплазмоз у цыплят 11.12.202322.04.2022 admin 0 кт показало поражение легких 10 что это значит 09.12.202314.04.2022 admin 0 лвк в clash of clans что это 10.12.202314.04.2022 admin 0 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.