Электрическая цепь

Электрическая цепь: ток, схема, сопротивление

Электрическая цепь представляет собой совокупность технических устройств и физических объектов, по которым протекает электрический ток, т.е. происходит упорядоченное направленное движение электрических зарядов.

Для того чтобы заряды перемещались им необходимо передать некоторую энергию и устройство, выполняющее эту функцию, называется источником электрической энергии. Источник электрической энергии является составным элементом электрической цепи. Энергия, передаваемая источником движущимся зарядам, может быть получена только путём преобразования других видов энергии (тепловой, химической, механической, световой) или путём воздействия на электрические заряды магнитным полем, возбуждаемым другим источником.

Создаваемый источником электрический ток может вызывать различные явления: нагревать элементы, по которым он протекает, вызывать свечение веществ, создавать механические усилия. Технические устройства, в которых получают требуемый эффект от протекания электрического тока называют приёмниками электрической энергии, т.к. в них происходит преобразование электрической энергии в другие виды.

Совместная работа источника и приёмника возможна только при наличии путей движения зарядов между ними. Причём, перемещение зарядов должно происходить с минимальными потерями энергии. Эту функцию в электрических цепях выполняют соединительные линии или провода.

Таким образом, электрическая цепь в общем случае состоит из трёх элементов: источника электрической энергии, приёмника и соединительных проводов.

По этой ссылке вы найдёте полный курс лекций по теоретическим основам электротехники (ТОЭ):

Основы электротехники: формулы и лекции и примеры заданий с решением

Состав и связи электрических цепей бесконечно разнообразны, поэтому для их представления используют наборы символов, имеющих различную степень абстракции и называемых схемами. Более всего соответствует реальному объекту (рис. 1.1, а) монтажная схема (рис. 1.1, б). Полезно для установки и ремонта изображенного устройства. Схема (рис. 1.1, в) показывает условное изображение элементов схемы и их соединений. Эти схемы удобны для изучения принципа работы. Наиболее абстрактное представление об электрической цепи дают схемы замещения (рис. 1.1, г). Они предназначены для исследования электромагнитных процессов и являются расчётной моделью соответствующего устройства. Реальные элементы электрической цепи заменяют в схеме замещения расчётными моделями, в которых учитывают только существенные параметры и свойства. Так химический источник (аккумулятор) заменяют идеальным источником ЭДС

Электрическая цепь
Е и включают последовательно с ним резистор г, соответствующий потерям энергии внутри аккумулятора. Амперметр и вольтметр заменяют их входными сопротивлениями (Электрическая цепь) Соединительные провода считаются идеальными проводниками без потерь, т.е. обладающими нулевым сопротивлением. Если входное сопротивление амперметра Электрическая цепь существенно меньше сопротивления лампы накаливания Электрическая цепь, а входное сопротивление вольтметра Электрическая цепьсущественно больше, то их исключают из схемы замещения (рис. 1.1, д).

Возможно вам будут полезны данные страницы:

Основные термины и определения электротехники

Классификация электрических цепей

Линейные электрические цепи постоянного тока

Расчет электрической цепи методом эквивалентных преобразований

Если параметры всех элементов схемы замещения известны, то, пользуясь законами электротехники, можно определить их состояние в любой момент времени. В дальнейшем вместо термина схема замещения электрической цепи мы будем пользоваться сокращёнными терминами - схема цепи или просто схема.

В любой схеме электрической цепи можно выделить один или несколько участков, подключённых к остальной части двумя проводами. Такой участок электрической цепи называется двухполюсником. В простейшем случае двухполюсное устройство состоит из одного элемента схемы, такого как лампа накаливания, вольтметр и амперметр на рисунке 1. 1.1 является биполярным. Если двухполюсная сеть не включает в себя источник электрической энергии, она называется пассивной. В противном случае сеть с двумя терминалами относится к активному устройству с двумя терминалами. Двухполюсник на рис. 1.1, г-д, состоящий из источника ЭДС Е и внутреннего сопротивления Электрическая цепь аккумулятора и подключённый к точкам Электрическая цепь схемы замещения, является активным двухполюсником.

При анализе процессов в электрических цепях используют некоторые топологические (геометрические) понятия. К ним

Электрическая цепь

относятся понятия узла, ветви и контура. Узлом электрической цепи называют соединение трёх и более элементов (например, точка Электрическая цепь рис. 1.2, а-б и точки Электрическая цепь рис. 1.2, в-г. Однако в электрических цепях весь ток протекает через соединительные провода. В этом случае количество зарядов, поступающих в замкнутую поверхность в каждый момент (включая поверхность, которая может быть покрыта узлами), равно количеству зарядов, покидающих ее. Отсюда следует, что токи в двух соединённых между собой элементах могут различаться только в том случае, если это соединение является узлом, иначе говоря, отсутствие узлов между связанными элементами электрической цепи является необходимым и достаточным условием равенства тока в них. Ветвью электрической цепи называют связную совокупность элементов, образующих путь для протекания тока между двумя узлами (например, Электрическая цепь Электрическая цепь на рис 1.2, в-г. Из признака отсутствия узлов внутри ветви следует, что по всем её элементам протекает одинаковый ток. Контуром называется замкнутый путь вдоль ветвей электрической цепи (например, Электрическая цепь Электрическая цепь на рис 1.2, в-г. Узлы, ветви и контуры являются топологическими параметрами цепи и не изменяются при любых преобразованиях схемы, производимых без разрыва связей. Пример такого преобразования показан на рис. 1.2, в-г.

Основные величины, характеризующие электрическую цепь

Электрический ток это направленное движение носителей электрического заряда. Носителями заряда в металлах являются электроны, в плазме и электролите - ионы. В полупроводниках носителями заряда являются также

дефекты электронных оболочек ядер кристаллической решётки - «дырки». Функционально они эквивалентны положительным зарядам.

Наличие электрического тока проявляется в виде трёх эффектов:

  • • в окружающей среде возникает магнитное поле;
  • • проводник, по которому протекает ток, нагревается;
  • • в проводниках с ионной проводимостью возникает перенос вещества.

Величина электрического тока определяется как количество заряда q, переносимое через какую-либо поверхность в единицу времени, т.е.

Электрическая цепь

Такой поверхностью, в частности, может быть поперечное сечение проводника.

Если количество заряда Электрическая цепь переносимого за одинаковые промежутки времени неизменно, то такой ток называется постоянным и для него справедливо выражение Электрическая цепь, где Электрическая цепь - заряд, переносимый за время Электрическая цепь.

Из выражения (1.1) получается единица измерения электрического тока Электрическая цепь.

Направлением тока принято считать направление движения положительных зарядов под действием электрического поля, т.е. направление противоположное движению электронов в проводниках. Если такое направление неизвестно, то для любой ветви электрической цепи его можно выбрать произвольно и считать положительным направлением. После расчёта режима работы цепи некоторые значения тока могут получиться отрицательными. Это означает, что действительное направление тока противоположно выбранному.

Электрическая цепьПо характеру изменения во времени электрический ток разделяют на постоянный (рис. 1.3, а) и переменный. Последний, в свою очередь, бывает синусоидальным (рис. 1.3, б) и несинусоидальным (рис. 1.3, в-г).

Электродвижущая сила. Движение носителей зарядов в электрической цепи, как всякое движение требует передачи энергии движущимся объектам. Когда заряженная частица получает энергию в определенном участке цепи, сила, действующая на этот участок, перемещает частицу, или электродвижущую силу (ЭДС). Участок цепи, где действует ЭДС, является источником электрической энергии (энергии движущихся носителей заряда). Источниками энергии для получения ЭДС являются различные физические явления, которые влияют на заряженные частицы, такие как химические, тепловые, электромагнитные и другие процессы. Численно ЭДС равна работе по перемещению единичного заряда на участке её действия. Отсюда единицу ЭДС можно получить как Электрическая цепь (вольт).

Электрическое напряжение. На участках электрической цепи, где отсутствует ЭДС, движение носителей зарядов сопровождается расходом полученной ранее энергии путём преобразования её в другие виды. Этот процесс можно охарактеризовать падением напряжения или просто напряжением U. Оно численно равно работе, затраченной на перемещение заряжённых частиц по участку электрической цепи, к величине перемещённого заряда

Электрическая цепь

В случае движения зарядов в безвихревом электрическом поле это определение идентично понятию разности потенциалов участка электрической цепи, т.е. Электрическая цепь, где Электрическая цепь - потенциалы границ участка. Следует заметить, что потенциал отдельной точки определить невозможно, т.к. он равен работе по перемещению единичного заряда из бесконечности в данную точку. Однако разность потенциалов между двумя точками всегда можно определить, если потенциал одной из них принять за точку отсчёта, т.е. нуль.

Единица измерения напряжения и разности потенциалов такая же, как и ЭДС: Электрическая цепь (вольт).

За положительное направление напряжения на участке цепи принимают направление от точки с большим потенциалом к точке с меньшим, а т.к. на участках где отсутствует ЭДС положительные заряды также перемещаются от точки с более высоким потенциалом к точке с более низким, то положительное направление напряжения на этих участках совпадает с положительным направлением протекающего тока. Если направление положительное, ЭДС считается от нижней потенциальной точки до более высокой потенциальной точки. Это направление обозначено стрелкой на условном изображении источника диаграммы (рисунки 1.1, 1.2).

Электрическая энергия и мощность. Из понятия ЭДС следует, что она является работой, совершаемой при перемещении единичного заряда между полюсами источника электрической энергии. Для перемещения всех зарядов, проходящих через источник, требуется совершить работу в Электрическая цепь раз большую, т.е. затратить энергию

Электрическая цепь

В приёмнике электрической энергии или в нагрузке энергия преобразуется или рассеивается. Её также можно определить, пользуясь понятием напряжения на участке электрической цепи, как работы по перемещению единичного заряда. Отсюда энергия, преобразуемая в нагрузке -

Электрическая цепь

Интенсивность преобразования энергии характеризуется понятием мощности. Численно она равна энергии, преобразуемой в электрической цепи в единицу времени. Для цепи постоянного тока мощность источника равна

Электрическая цепь

а нагрузки -

Электрическая цепь

Единицами измерения энергии и мощности электрической цепи являются джоуль (Дж) и ватт (Вт).

На основании закона сохранения энергии мощность, развиваемая источниками электрической энергии в цепи должна быть равна мощности преобразуемой в другие виды энергии в нагрузке:

Электрическая цепь

где Электрическая цепь - алгебраическая сумма мощностей, развиваемых источниками, а Электрическая цепь - сумма мощностей всех приёмников и потерь энергии внутри источников.

Выражение (1.3) называется балансом мощности электрической цепи. Мощность, преобразуемая в нагрузке, всегда положительна, в то время как источники могут работать как в режиме генерирования так и в режиме рассеяния электрической энергии, т.е. быть нагрузкой для внешней электрической цепи. Режим работы источников зависит от взаимной ориентации ЭДС и тока, протекающего через источники. Если направление ЭДС и направление тока в источнике совпадают, источник запитает цепь, и соответствующий продукт в левой части (1.3) будет положительным. Если же направление тока противоположно, то источник является нагрузкой и его мощность включают в баланс с отрицательным знаком. Следует заметить, что при составлении баланса мощности должно учитываться реальное направление тока в источнике, т.е. направление, полученное в результате расчёта электрической цепи, а не условно положительное направление, принимаемое в начале решения.

Что такое теоретические основы электротехники (ТОЭ) вы узнаете по этой ссылке:

Пассивные элементы электрической цени

Пассивными называют элементы электрической цепи не способные производить электрическую энергию. К ним относятся: резистор, катушка индуктивности и конденсатор.

Для перемещения зарядов в электрической цепи требуется совершение работы, величина которой определяется свойствами среды, в которой движутся заряды, преодолевая её противодействие. Энергия, затраченная на преодоление этой реакции, необратимо преобразуется в тепло. Значение, которое характеризует потребление энергии для перемещения заряда по определенному участку цепи, представляет собой электрическое сопротивление или просто сопротивление. Оно равно отношению величины напряжения на участке цепи к току в нём

Электрическая цепь

Выражение (1.4) является одной из форм записи закона Джоуля-Ленца. Если в электрической цепи с сопротивлением R протекает ток Электрическая цепь, то за время Электрическая цепь в ней выделяется количество тепла Электрическая цепь. При этом в тепло преобразуется элементарная энергия Электрическая цепь, затрачиваемая на перемещение заряда Электрическая цепь, т.е. Электрическая цепь. Отсюда Электрическая цепь

Единицей измерения сопротивления является Электрическая цепь (ом). Величина обратная сопротивлению называется проводимостью Электрическая цепь и измеряется в сименсах (См).

Электрическое сопротивление является основным параметром элемента электрической цепи, используемого для ограничения тока и называемого резистором.

Электрическая цепь

Идеализированный резистор обладает только этим параметром и называется резистивным элементом.

Величина сопротивления резистора зависит от свойств материала, из которого он изготовлен, а также от его геометрических размеров. Однако это также зависит от величины и направления протекающего тока. Когда вольт-амперная характеристика (CVC) резистора не зависит от тока, она представляет собой прямую линию (рис. 1.4, а), которая является линейным элементом электрической цепи. При этом из уравнения вольт-амперной характеристики (1.4) следует, что сопротивление можно определить как тангенс угла наклона ВАХ (рис. 1.4, а)

Электрическая цепь

где Электрическая цепь - масштабы осей напряжения и тока ВАХ.

Пользуясь выражениями (1.2 б) и (1.4) можно определить мощность рассеяния электрической энергии резистором

Электрическая цепь

Протекание тока в электрической цепи сопровождается возникновением магнитного поля в окружающей среде. Магнитному полю присуща энергия, равная работе, совершаемой электрическим током i в процессе создания поля и численно равная Электрическая цепь. Коэффициент L, определяющий энергию магнитного поля называется индуктивностью.

Величина индуктивности участка электрической цепи зависит от магнитных свойств окружающей среды, а также от формы и геометрических размеров проводников, по которым протекает ток, возбуждающий магнитное поле. Чем больше величина магнитного потока, который прилипает к цепи электрической цепи (проникает в цепь), тем больше другой, тем больше величина его индуктивности. Сумма сцепляющихся с контуром цепи элементарных магнитных потоков ФА называется потокосцеплением Электрическая цепь . Чтобы увеличить связь потока, проводник имеет форму цилиндрической катушки. Тогда с каждым витком сцепляется практически один и тот же магнитный поток Ф и потокосцепление становится равным Электрическая цепь, где Электрическая цепь- число витков катушки. Такая катушка предназначена для формирования магнитного поля с заданными свойствами и называется катушкой индуктивности. Идеализированная катушка, основным и единственным параметром которой является индуктивность, называется индуктивным элементом.

Индуктивность численно равна отношению величины потокосцепления участка цепи к величине протекающего по нему тока

Электрическая цепь

Единицей измерения индуктивности является Электрическая цепь (генри).

Связь потокосцепления с током индуктивного элемента называется ве-бер-амперной характеристикой (ВбАХ). В случае линейной зависимости между этими величинами индуктивный элемент будет линейным и индуктивность может быть определена как тангенс угла наклона ВбАХ (рис. 1.4 б)

Электрическая цепь

где Электрическая цепь - масштабы осей потокосцепления и тока ВбАХ.

Изменение потокосцепления катушки вызывает появление ЭДС самоиндукции

Электрическая цепь

Знак минус в выражении (1.7) показывает, что ЭДС, в соответствии с правилом Ленца, действует встречно по отношению к вызвавшему её изменению тока. Для того чтобы в катушке протекал ток, ЭДС самоиндукции должна уравновешиваться равным и встречно направленным напряжением

Электрическая цепь

Отсюда можно определить ток в индуктивном элементе

Электрическая цепь

где Электрическая цепь - ток на момент начала интегрирования.

Электрические заряды в цепи могут не только перемещаться по её элементам, но также накапливаться в них, создавая запас энергии Электрическая цепь, где Электрическая цепь - напряжение на элементе электрической цепи, а С - коэффициент, определяющий запас энергии и называемый электрической ёмкостью или просто ёмкостью.

Величина ёмкости участка электрической цепи зависит от электрических свойств окружающей среды, а также от формы и геометрических размеров проводников, в которых накапливаются заряды. Исторически первые накопители были плоскими проводниками, разделенными тонким слоем изоляционного материала. Чем больше площадь проводника и чем меньше толщина изолирующего слоя, тем больше емкость. Такая совокупность проводников, предназначенных для накопления энергии электрического поля, называется конденсатором. Идеализированный конденсатор, основным и единственным параметром которого является ёмкость, называется ёмкостным элементом.

Ёмкость численно равна отношению величины электрического заряда на участке электрической цепи к величине напряжения на нём

Электрическая цепь

Единицей измерения ёмкости является Электрическая цепь (фарада).

Связь заряда с напряжением на ёмкостном элементе называется кулон-вольтной характеристикой (КВХ). В случае линейной зависимости между этими величинами ёмкостный элемент будет линейным и ёмкость может быть определена как тангенс угла наклона КВХ (рис. 1.4 в)

Электрическая цепь

где Электрическая цепь - масштабы осей заряда и напряжения КВХ.

Изменение напряжения на конденсаторе вызывает изменение количества зарядов на электродах, т.е. электрический ток. Это следует из уравнения (1.8). Если взять производную по времени от числителя и знаменателя, считая, что Электрическая цепь, то

Электрическая цепь

Отсюда можно определить напряжение на ёмкостном элементе

Электрическая цепь

где Электрическая цепь - напряжение на момент начала интегрирования.

Таблица 1.1

Пассивные элементы электрической цепи

Электрическая цепь
Таким образом, из выражений (1.1-1.10) следует, что электромагнитные процессы в электрической цепи полностью описываются понятиями электродвижущей силы, напряжения и тока, а количественные соотношения между этими величинами определяются тремя параметрами элементов: сопротивлением, индуктивностью и ёмкостью. Обратите внимание, что все рассматриваемые элементы электрической цепи (сопротивление, катушка индуктивности, конденсатор) имеют все наборы параметров (R, £, Q). В физическом объекте, когда течет ток, энергия необратимо преобразуется теплом, поэтому существуют процессы, связанные с накоплением и перераспределением заряда, которые создают магнитное поле в окружающей среде. Однако при определённых условиях то или иное свойство объекта проявляется сильнее и, соответственно, большее значение имеет параметр, связанный с этим свойством, в то время как остальными свойствами и соответствующими параметрами можно просто пренебречь.

Из трёх рассмотренных элементов цепи только резистивный элемент связан с необратимым преобразованием электрической энергии. Индуктивный и ёмкостный элементы соответствуют процессам накопления энергии в магнитном и электрическом полях с последующим возвратом её в источник в том же количестве, в котором она была накоплена.

Активные элементы электрической цепи

Активными элементами электрической цепи являются источники электрической энергии. Свойства источников, как элементов электрической цепи характеризуются вольт-амперной характеристикой, называемой в этом случае внешней характеристикой источника. Внешняя характеристика это зависимость выходного напряжения источника от тока, отдаваемого нагрузке. Также как все остальные элементы электрической цепи источники могут быть линейными и нелинейными. Линейные источники обладают линейной внешней характеристикой.

Если напряжение на выходе источника постоянно и не зависит от тока в нагрузке, то такой источник называется источником ЭДС или источником напряжения. Его внешняя характеристика представляет собой горизонтальную линию (линия 1 на рис. 1.5, д), а т.к. тангенс угла наклона ВАХ соответствует сопротивлению элемента электрической цепи, то это означает, что сопротивление источника ЭДС равно нулю. На схемах он изображается окружностью со стрелкой, указывающей направление действия ЭДС, т.е. направление возрастания электрического потенциала (рис. 1.5, а).

Можно создать также источник электрической энергии, формирующий в нагрузке неизменный ток. Внешняя характеристика Электрическая цепьтакого источника будет вертикальной прямой линией (линия 2 на рис. 1.5, д), а сам источник будет называться источником тока. В соответствии с внешней характеристикой сопротивление двухполюсника, обладающего свойствами источника тока, будет равно бесконечности. На электрических схемах источник тока изображается окружностью с двойной стрелкой внутри, направление которой указывает направление протекания тока (рис. 1.5, в).

Источники ЭДС и тока называются идеальными источниками электрической энергии. Это связано с тем, что в них нет потерь энергии, т.к. их проводимость и сопротивление бесконечны Электрическая цепь. Фактически, ни одно техническое устройство не имеет необратимого преобразования энергии в любом случае. Однако эти потери могут быть компенсированы внешними источниками энергии для рассматриваемой электрической цепи, и реальные технические устройства имеют характеристики идеального источника по отношению к нагрузке. Простейшим примером такого устройства является стабилизированный источник питания, в котором с помощью внутренней обратной связи обеспечивается компенсация потерь внутри источника за счёт энергии питающей сети. Тем самым обеспечивается постоянство выходного напряжения до определенного значения тока нагрузки, после чего он переключается в режим работы с постоянным током, реализуя в этих двух режимах работы оба идеальных источника.

Если потери электрической энергии внутри источника не компенсируются, то он имеет наклонную внешнюю характеристику (линия 3 на рис. 1.5, д). Такие источники часто называют реальными источниками. Их схему замещения можно представить в виде источника ЭДС и последовательно включённого внутреннего сопротивления г (рис. 1.5, б). Уравнение внешней характеристики в этом случае имеет вид

Электрическая цепь

Решая его совместно с уравнением нагрузки Электрическая цепь, мы получим значение тока в цепи

Электрическая цепь

Графически это решение соответствует точке а пересечения внешней характеристики источника (линия 3 на рис. 1.5, д) с вольтамперной характеристикой нагрузки (линия 4 на рис. 1.5, д). При изменении сопротивления нагрузки будет меняться угол р ВАХ и точка а будет скользить по внешней характеристике, определяя режим работы электрической цепи.

При Электрическая цепь да ток в цепи равен нулю (рабочая точка b на рис. 1.5 д) и этот режим работы называется холосты.и ходом. Из выражения (1.11) следует, что в режиме холостого хода напряжение на выводах источника Электрическая цепь равно его ЭДС Е, что позволяет произвести её измерение вольтметром с большим входным сопротивлением.

При Электрическая цепь напряжение на выводах источника равно нулю (рабочая точка Электрическая цепь на рис. 1.5 д) и этот режим работы цепи называется коротким замыканием. В режиме короткого замыкания ток в цепи Электрическая цепь ограничивается только внутренним сопротивлением источника Электрическая цепь, что крайне опасно, т.к. обычно это сопротивление имеет очень малую величину и ток в цепи может достигать значений, при которых источник может выйти из строя.

На всём остальном множестве точек внешней характеристики источника выделяют два режима работы цепи: номинальный и согласованный. Номинальный режим работы это режим, при котором элементы электрической цепи работают в условиях соответствующих проектным. Для элементов электрических цепей номинальными параметрами, обеспечивающими номинальный режим работы, являются ток, напряжение и мощность.

Согласованный режим работы цепи это режим, при котором источник отдает в нагрузку максимально возможную мощность. Из выражений (1.5) и (1.12) можно найти мощность, рассеиваемую на сопротивлении нагрузки

Электрическая цепь

Очевидно, что эта функция (линия 5 на рис. 1.5, д) имеет максимум, т.к. она обращается в нуль при Электрическая цепь. Взяв производную Электрическая цепь и приравнивая её нулю, найдём значение сопротивления нагрузки, соответствующее максимуму мощности. Это условие имеет вид Электрическая цепь, что соответствует току Электрическая цепь. Ток нагрузки, равный половине тока короткого замыкания источника в силовых электрических цепях недопустим. Кроме того, КПД электрической цепи, как отношение мощности рассеиваемой в нагрузке, к мощности, рассеиваемой во всей цепи -

Электрическая цепь
в согласованном режиме составляет 0,5. Столь низкий КПД также недопустим для силовых электрических цепей. Для его повышения в них стремятся обеспечить условие Электрическая цепь и работают в режиме левее точки максимума (точки d и е на рис. 1.5, д). В то же время, в маломощных устройствах (например, в радиоэлектронных) согласованный режим работы является основным, т.к. обеспечивает в приёмнике сигнал максимальной мощности.

В некоторых случаях оказывается удобным представить реальный источник электрической энергии параллельной схемой замещения с источником тока (рис. 1.5, г). Такая возможность следует из уравнения (1.11), если обе его части разделить на величину внутреннего сопротивления Электрическая цепь. Тогда

Электрическая цепь
где Электрическая цепь - ток холостого хода источника с внутренней проводимостью Электрическая цепь ток источника Jравный току короткого замыкания источника с последовательной схемой. Сопоставляя уравнения (1.11) и (1.13), получим соотношения параметров последовательной и параллельной схем замещения

Электрическая цепь
Обе схемы по отношению к нагрузке полностью эквивалентны, т.к. эквивалентны их внешние характеристики. Однако сами источники реализованные по этим схемам будут работать по-разному в одинаковых режимах работы нагрузки. В режиме холостого хода в источнике с последовательной схемой рассеяние мощности будет равно нулю, а в источнике с параллельной - Электрическая цепь, т.е. Этот режим очень важен для него. Потому что вся мощность источника J рассеивается внутренней проводимостью (сопротивлением). В режиме короткого замыкания источник с параллельной эквивалентной цепью не имеет потерь мощности, а источник с последовательной цепью работает в аварийном режиме. рассеивая на внутреннем сопротивлении мощность Электрическая цепь. Единственным режимом работы цепи, в котором обеспечивается эквивалентность преобразования схемы замещения по отношению к источнику, является согласованный режим.

С практической точки зрения имеет большое значение задача определения внутренних параметров источника Электрическая цепь. Их можно определить по данным измерений напряжения и тока в режимах холостого хода и короткого замыкания, но, как уже упоминалось выше, режим короткого замыкания представляет опасность для источников с малым внутренним сопротивлением, а режим холостого хода для источников с большим внутренним сопротивлением. Поэтому эти параметры можно определить, измерив ток и напряжение в нагрузке в двух произвольных режимах - Электрическая цепь, а затем из уравнения (1.11) найти

Электрическая цепь
Выражения (1.14) упрощаются, если одним из режимов будет холостой ход Электрическая цепь или короткое замыкание Электрическая цепь -

Электрическая цепь

В источниках малой мощности можно определить внутреннее сопротивление экспериментально с помощью вольтметра. Для этого нужно измерить напряжение на выходе источника в режиме холостого хода, а затем, подключив переменное сопротивление Электрическая цепь, найти такое значение, при котором напряжение будет равно половине напряжения холостого хода, т.е. в цепи наступит согласованный режим и Электрическая цепь будет равно Электрическая цепь.