Лекція 1. Загальні поняття та визначення в електротехніці

Джерело напруги – це елемент електричного кола з двома виводами-полюсами, причому напруга на вказаних виводах задана у вигляді функції у часі незалежної від величини струму, що віддається у електричне коло (у зовнішнє коло). Напругу на виводах джерела називають також електрорушійною силою (ЕРС).

Умовно-додатний напрямок ЕРС – це напрямок дії сторонніх сил у середині джерела живлення. Отже напрямок ЕРС – це напрямок зростання потенціалу всередині джерела напруги живлення, на який вказує стрілка, що розміщується всередині умовного зображення такого елемента живлення.

Незалежність напруги джерела від струму означає, що внутрішній опір такого джерела дорівнює нулю (відповідно його внутрішня провідність нескінченно велика). Таке джерело може віддавати у зовнішнє коло необмежену потужність. Однак, режим короткого замикання такого джерела не повинен розглядатися, адже за таких умов напруга на його полюсах дорівнюватиме нулю.

Реальне джерело напруги має визначений внутрішній опір, для відображення якого на схемі використовується резистивний елемент, що підключається послідовно з джерелом напруги.

На рис. 1.5 наведені схемні позначення джерела напруги з нульовим внутрішнім опором (а) та з активним внутрішнім опором величиною R (б).

Рис. 1.5. Схемні позначення джерела напруги (постійного струму) з нульовим (а) та з активним (б) внутрішнім опором

Залежність напруги на полюсах джерела живлення від струму, що віддається в електричне коло зветься вольт-амперною характеристикою.

Нагадаємо, що стрілка, якою позначена напруга на затискачах джерела напруги (тобто на вузлах електричного кола), спрямована в напрямку зменшення потенціалу, тоді як стрілка всередині кола, яким позначене джерело, вказує напрямок зростання потенціалу всередині цього джерела.

Саме тому на рис. 1.5а та рис. 1.5(б) напрямок відповідних стрілок (а саме тих, що вказують на зростання потенціалу всередині джерела і тих, якими позначений напрямок зовнішньої напруги) – протилежний.

Вольт-амперна характеристика джерела напруги (на затискачах якого генерується напруга величиною U₀) показана на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Вольт-амперна характеристика джерела напруги U=U₀

Звичайно, наведена вольт-амперна характеристика являє собою пряму лінію паралельну осі абсцис (осі струму), адже величина напруги на затискачах такого джерела не залежить від величини струму, що протікає крізь нього, тобто при будь-якій величині струму дорівнюватиме U₀.