Источник напряжения

редактировать

A источник напряжения состоит из двух- терминал устройство e, который может поддерживать фиксированное напряжение . Идеальный источник напряжения может поддерживать фиксированное напряжение независимо от сопротивления нагрузки или выходного тока. Однако реальный источник напряжения не может обеспечивать неограниченный ток. Источником напряжения является сдвоенный источника тока. Реальные источники электроэнергии, такие как батареи и генераторы, можно моделировать для целей анализа как комбинацию идеального источника напряжения и дополнительных комбинаций элементов импеданса.

Принципиальная схема источника напряжения V, возбуждающего резистор R и создающего ток I

Содержание

  • 1 Идеальные источники напряжения
  • 2 Сравнение между источниками напряжения и тока
  • 3 Ссылки и примечания
  • 4 См. также

Идеальные источники напряжения

Идеальный источник напряжения - это двухконтактное устройство, которое поддерживает фиксированное падение напряжения на своем терминалы. 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, он называется независимым источником напряжения. И наоборот, если напряжение на идеальном источнике напряжения определяется каким-либо другим напряжением или током в цепи, это называется зависимым или управляемым источником напряжения . Математическая модель усилителя будет включать в себя зависимые источники напряжения, величина которых, например, зависит от некоторого фиксированного отношения к входному сигналу. При анализе неисправностей в электроэнергетических системах всю сеть взаимосвязанных источников и линий передачи можно с успехом заменить идеальным источником напряжения (переменного тока) и одним эквивалентным сопротивлением.

Источник напряжения.svg Источник тока.svg
Идеальный источник напряженияИдеальный источник тока
Источник напряжения (управляемый).svg Источник тока (управляемый).svg
Управляемый источник напряженияУправляемый источник тока
Battery symbol.svg Cell.svg
Батарея элементовОдноэлементный
Символы, используемые для источники

внутреннее сопротивление идеального источника напряжения равно нулю; он может подавать или поглощать любое количество тока. Ток через идеальный источник напряжения полностью определяется внешней цепью. При подключении к разомкнутой цепи возникает 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 ошибку в логике, аналогичную записи уравнения 1 = 2 {\ displaystyle 1 = 2}{\ displaystyle 1 = 2} .

Источники напряжения, подключенные параллельно, разделяют нагрузку по току: если точное дубликат напряжения подключается параллельно исходному, любой из них будет обеспечивать половину электрического тока, который может 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.

Нет идеального источника напряжения; все они имеют отличное от нуля эффективное внутреннее сопротивление, и никто не может обеспечивать неограниченный ток. Однако внутреннее сопротивление реального источника напряжения эффективно моделируется при анализе линейной цепи путем объединения ненулевого сопротивления последовательно с идеальным источником напряжения (эквивалентная схема Тевенина ).

Сравнение между источниками напряжения и тока

Большинство источников электроэнергии (сеть, батарея ) моделируются как источники напряжения. Идеальный источник напряжения не обеспечивает энергии, когда он нагружен разомкнутой цепью (т. Е. Бесконечным импедансом ), но приближается к бесконечной энергии и току, когда сопротивление нагрузки приближается к нулю (короткое замыкание ). Такое теоретическое устройство должно иметь нулевое выходное сопротивление Ом последовательно с источником. Реальный источник напряжения имеет очень низкое, но ненулевое внутреннее сопротивление и выходное сопротивление, 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, поскольку сопротивление нагрузки приближается к бесконечности (разомкнутая цепь). Идеальный источник тока имеет бесконечное выходное сопротивление параллельно источнику. Реальный источник тока имеет очень высокий, но конечный выходной импеданс . В случае транзисторных источников тока типичным является импеданс в несколько мегом (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 тем же полным сопротивлением источника и наоборот. Источники напряжения и источники тока иногда называют двойниками друг друга, и любой неидеальный источник может быть преобразован из одного в другой, применяя теорему Нортона или теорему Тевенина.

Ссылки и примечания

  1. ^Введение в электронику
  2. ^К. CA Smith, RE Alley, Электрические цепи: введение, Cambridge University Press, 1992 ISBN 0-521-37769-2, стр. 11-13

См. Также

Последняя правка сделана 2021-06-18 05:18:47
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте