Источник ЭДС

Исто́чник ЭДС (идеа́льный источник напряже́ния) — двухполюсник, напряжение на зажимах которого не зависит от тока, протекающего через источник, и равно его ЭДС^[1][2]. ЭДС источника может быть задана либо постоянной, либо как функция времени (в цепях переменного тока), либо как функция от внешнего управляющего воздействия. В простейшем случае ЭДС определена как константа, обычно обозначаемая буквой ${\displaystyle {\mathcal {E}}}$.

Внутреннее сопротивление источника ЭДС равно нулю^[2].

Вольт-амперная (или нагрузочная) характеристика идеального источника напряжения представляется прямой, параллельной оси тока^[3]. Напряжение на зажимах идеального источника напряжения не зависит от нагрузки ${\displaystyle U={\mathcal {E}}={\text{const}}}$. Ток определяется только сопротивлением внешней цепи ${\displaystyle R}$:

${\displaystyle I={\frac {U}{R}}.}$

Если замкнуть зажимы идеального источника напряжения, то ток теоретически должен быть бесконечно большим. Поэтому идеальный источник рассматривают как источник бесконечной мощности (теоретическое понятие)^[4]. Модель идеального источника напряжения используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем.

При замыкании зажимов реального источника электрической энергии — гальванического элемента, аккумулятора, генератора переменного тока — ток может иметь только конечное значение, так как ЭДС источника уравновешивается падением напряжения от тока, протекающего через источник, на внутренним сопротивлении ${\displaystyle r}$ (или на внутреннем импедансе генератора переменного тока)^[4]. Эквивалентная схема реального источника напряжения представляет собой последовательное включение идеального источника ЭДС ${\displaystyle {\mathcal {E}}}$ и внутреннего сопротивления ${\displaystyle r}$.

На рисунке приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия).

${\displaystyle {\mathcal {E}}=U_{r}+U_{R},}$

где

${\displaystyle U_{r}=I\cdot r,}$ — падение напряжения на внутреннем сопротивлении;

${\displaystyle U_{R}=I\cdot R,}$ — падение напряжения на нагрузке.

При коротком замыкании ${\displaystyle R=0}$ вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток короткого замыкания ${\displaystyle I_{\text{s.c.}}}$ будет максимален. Зная напряжение холостого хода ${\displaystyle U_{\text{xx}}}$ и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:

${\displaystyle r={\frac {U_{\text{xx}}}{I_{\text{s.c.}}}}.}$

Различают источник постоянного и переменного напряжения, а также источник напряжения, управляемые напряжением (ИНУН) и источники напряжения, управляемые током (ИНУТ).

Существуют различные варианты обозначения источника напряжения. Вариант (c) устанавливают ГОСТ^[5] и IEC^[6]. Стрелка в кружке указывает на положительный зажим на выходе источника. При выборе обозначения нужно учитывать, что вариант (b) иногда используется и для обозначения источника тока.

• Закон Ома
• Теорема Тевенена
• Правила Кирхгофа

• Атабеков Г. И. Основы теории цепей. Учебник для вузов. — М.: Энергия, 1969.</ref>
• Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. — М.: Гардарики, 2002. — 638 с. — ISBN 5-8297-0026-3.
• 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