Внутреннее сопротивление неидеальных источников тока и напряжения

Задавать вопрос

спросил 7 лет, 1 месяц назад

Изменено 7 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 2к раз

\$\начало группы\$

Почему реальный источник тока представлен резистором, параллельным источнику, а в реальном источнике напряжения резистор последовательно с генератором? Можете ли вы привести пример для этой ситуации?

• напряжение
• ток

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Подумайте немного сами. Изменит ли вообще резистор, включенный последовательно с источником тока, ток в нагрузке? Влияет ли резистор, включенный параллельно источнику напряжения, на напряжение на нагрузке? Причина этих сопротивлений заключается в моделировании того, что источники не идеальны.

В идеальном источнике напряжения последовательное сопротивление равно нулю. В идеальном источнике тока параллельное сопротивление бесконечно. В реальном источнике напряжения часть напряжения теряется на его последовательном сопротивлении. В реальном источнике тока часть тока теряется, проходя через его внутреннее сопротивление (которое включено параллельно, так что ток «воруется» у нагрузки).–

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Если вы преобразуете источник напряжения, соединенный последовательно с резистором, в источник тока, соединенный параллельно с резистором (и наоборот), оба источника будут иметь одинаковое напряжение на разомкнутых клеммах и одинаковый внешний ток при замыкании клемм. Таким образом, вы можете взять любой из них взаимозаменяемо, который подходит вам в зависимости от проблемы.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.

Электромагнетизм

. Если идеальный источник тока имеет бесконечное сопротивление, как возможен ток?

спросил

6 лет, 7 месяцев назад

Изменено 6 лет, 7 месяцев назад

Просмотрено 4к раз

$\begingroup$

Откуда берется ток, если идеальный источник тока имеет бесконечное сопротивление? Ток не может проходить через источник тока из-за сопротивления, поэтому я действительно не понимаю, как и почему идеальный источник тока имеет бесконечное сопротивление.

• электромагнетизм
• электрические цепи
• электрическое сопротивление

$\endgroup$

$\begingroup$

Я думаю, вы можете ответить на свой вопрос, сопоставив простейшую возможную схему, просто подключив ваш источник к внешнему резистору R. Для идеального источника напряжения, которым по сути является батарея, вам нужно пренебрежимо малое сопротивление внутри источника, поэтому полное сопротивление очень близок к R, и тогда через него будет течь I=V/R, так что I буду зависеть от R, а V — нет (тогда как, если бы в источнике было сопротивление R’, вы бы получили снижение в эффективном V на IR’, так что это будет близко к VR’/R, и у вас будет только 1-R’/R желаемого V). Но обратите внимание на ключевой момент: если вы меняете R, постоянным остается V, а не I, поэтому у вас есть хороший источник V, но паршивый источник I.

Чтобы получить хороший источник I, перейдите к противоположному пределу огромного R’ в источнике. Тогда не будет иметь значения, какой R вы прикрепите к источнику, потому что R’ все равно будет доминировать. Вы всегда будете приближаться к I=V’/R’ для любого R, поэтому I остается близким к постоянному, так как V’. Однако V на резисторе R будет подчиняться V=IR=V’R/R’, так что оно вообще не будет постоянным, оно будет пропорционально R.

Ваш вопрос в пределе, как R’ уходит в бесконечность, разве это не убивает I, но ответ на этот вопрос таков: если вам нужен фиксированный источник I, вам нужно увеличивать V’ пропорционально R’. Ни R’, ни V’ не могут быть на самом деле бесконечными, но хитрость в том, что вы должны сделать их обоих очень большими (и пропорционально этому), чтобы получить фиксированный источник I. Я полагаю, это дает ответ на ваш вопрос: «Вот почему невозможно иметь действительно идеальный источник тока».

$\endgroup$

$\begingroup$

Идеальный источник тока с бесконечным внутренним сопротивлением — это абстракция, используемая в теории цепей. Как следует из названия, это просто источник постоянного тока, который не реагирует на приложенное напряжение. Поэтому бесконечное сопротивление. Реальный источник тока моделируется идеальным источником тока, дающим постоянный ток параллельно с конечным внутренним сопротивлением.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Откуда берется ток, если идеальный источник тока имеет бесконечный сопротивление?

Наклон ВАХ для идеального источника тока равен нулю, как и в случае бесконечного сопротивления. Сказать, что идеальный источник тока имеет бесконечное внутреннее сопротивление

, значит сказать, что ток через него не зависит от напряжения через него.

С другой точки зрения, для источника тока с конечным внутренним сопротивлением $r_s$ сопротивление нагрузки параллельно внутреннему сопротивлению, поэтому при делении тока ток нагрузки зависит от сопротивления нагрузки и определяется как

$$I_L = I_S \frac{r_s}{r_s + R_L}$$

Обратите внимание, что в пределе $r_s \rightarrow \infty$ ток нагрузки становится постоянным $I_L = I_S$. Таким образом, мы говорим, что идеальный источник тока, который производит ток нагрузки не зависит от $R_L$, внутреннее сопротивление бесконечно.

$\endgroup$

$\begingroup$

«Идеальный» в данном контексте означает, что не учитывается, как на практике могут быть достигнуты идеальные свойства (постоянный ток независимо от нагрузки, бесконечное сопротивление). Как говорит Фричарли, это абстрактное понятие.

Процесс анализа электрических цепей начинается с моделирования реальных электрических компонентов, которые обладают несколькими свойствами, как комбинации идеальных элементов (например, в химии), каждый из которых имеет одно свойство — чистый резистор/конденсатор/индуктор, чистый источник напряжения/тока и т. д.

Никакой реальный источник тока не обладает свойствами идеального источника тока, и так же бессмысленно спрашивать, как идеальный источник тока может иметь бесконечное сопротивление, но генерировать конечный ток, как и спрашивать, как любая реальная струна может быть нерастяжимой при этом. оказывать конечное натяжение, когда вы тянете за него. Однако для целей анализа электрических цепей большинство реальных источников тока можно с достаточной точностью смоделировать как идеальный источник тока с параллельным конечным внутренним сопротивлением. Реальный источник тока также будет иметь некоторую емкость и индуктивность, которые становятся значительными на высоких частотах.