Лекція 1. Загальні поняття та визначення в електротехніці

Джерело струму – це елемент електричного кола з двома виводами-полюсами, який збуджує у колі струм із заданим законом змінення у часі, незалежно від величини напруги, що діє між його виводами.

Внутрішня провідність такого джерела дорівнює нулю (відповідно його внутрішній опір нескінченно великий). Джерело струму здатне віддавати у зовнішнє коло нескінченну потужність. Однак режим холостого ходу такого джерела розглядати не можна, адже це суперечить визначенню джерела струму (в режимі холостого ходу струм протікати не може).

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

На рис. 1.7 наведені схемні позначення джерела струму з нульовим внутрішнім опором (а) та з активним внутрішнім опором величиною R (б).

Рис. 1.7. Схемні позначення джерела струму з нульовою (а) та з активною (б) внутрішньою провідністю

Вольт-амперна характеристика джерела струму (J=I₀) наведена на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Вольт-амперна характеристика джерела струму

Як і слід було чекати, наведена вольт-амперна характеристика відображається прямою лінією, що паралельна осі ординат (осі напруги), адже величина струму такого джерела залишається незмінною (і дорівнюватиме I₀) при будь-якій напрузі на його затискачах.

Для зручності аналізу електричного кола іноді виникає необхідність заміни джерела струму на джерело напруги (або навпаки). Таку заміну можна зробити, підібравши параметри елементів заміни так, щоб розподілення напруги й струму на інших елементах даного електричного кола залишилося незмінним.

Для ілюстрації процедури вказаної заміни розглянемо фрагмент схеми електричного кола з джерелом струму, виділений окремо і представлений на рис. 1.9 (а).

Рис. 1.9. Фрагмент електричної схеми з джерелом струму (а) та еквівалентний йому фрагмент з джерелом напруги (б)

Реалізуватимемо заміну наведеного фрагмента фрагментом схеми електричного кола з джерелом напруги, який наведено на рис. 1.9 (б).

Для незмінності напруги та струмів у всіх інших елементах електричного кола, необхідно виконання умови

E=J·R.

Це і є умова еквівалентності заміни в електричному колі джерела струму на джерело напруги.