Источник ЭДС и источник тока

Рассмотрим процессы в электрической цепи, состоящей из источника электрической энергии, подключенного к резистивному элементу.

Свойства источника электрической энергии как элемента схемы замещения можно задать его внешней характеристикой, то есть зависимостью напряжения от тока I, протекающего в этой цепи.

Если ЭДС и внутреннее сопротивление источника являются постоянными величинами, то его внешняя характеристика определяется выражением

.

Уменьшение напряжения между выводами a и b источника ЭДС при увеличении тока объясняется увеличением падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника .

Во многих случаях внутреннее сопротивление источника ЭДС мало по сравнению с сопротивлением нагрузки и справедливо неравенство

.

В этих случаях, пренебрегая падением напряжения на внутреннем сопротивлении источника, можно сказать:

.

Источник энергии с малым внутренним сопротивлением можно заменить идеализированной моделью, для которой . Такой идеализированный источник называется идеальным источником ЭДС с одним параметром Е. У такого источника напряжение между зажимами a и b не зависит от тока в нагрузке. Внешняя характеристика идеального источника ЭДС определяется выражением

,

которому соответствует прямая б на рисунке.

В ряде специальных случаев (цепи с электронными лампами и полупроводниковыми приборами) внутреннее сопротивление источника энергии во много раз больше сопротивления нагрузки . При выполнении условия ток в таких цепях определится выражением

,

то есть равен току короткого замыкания источника. Источник электрической энергии с большим внутренним сопротивлением можно заменить идеализированной моделью, у которой и для которой справедливо равенство

,

то есть ток источника не зависит от сопротивления нагрузки внешней цепи, а изменяется напряжение между выводами источника.

В соответствии с законами Кирхгофа можно записать:

или

.

Из этого выражения видно, что ток источника J складывается из тока I в резисторе (во внешнем участке цепи) и тока , протекающего через внутреннее сопротивление .