К активным элементам электрических цепей относятся: источники напряжения (ЭДС) и источники тока.
Источник ЭДС – это активный элемент электрической цепи, имеющий два вывода, напряжение на котором не зависит от протекающего через него тока.
В источнике ЭДС заряды перемещаются от точки с меньшим потенциалом (от минуса) к точке с бóльшим потенциалом (к плюсу). Источники напряжения бывают идеальными и реальными. Идеальные (идеализированные) источники ЭДС на электрических схемах обозначают так, как это показано на рисунке ниже:
Электродвижущая сила (ЭДС) – это то количество энергии, которое затрачивается силами для переноса единичного положительного заряда от минуса ЭДС к плюсу.
Направление возрастания потенциала (от минуса к плюсу) – есть положительное направление ЭДС. На рисунке ниже показаны положительное направление источника ЭДС и напряжения. ЭДС и напряжение U всегда противоположны, так как напряжение показывается стрелкой от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом.
У идеального источника ЭДС внутреннее сопротивление r0 равно нулю.
Кроме идеальных источников ЭДС бывают и реальные источники, у которых внутреннее сопротивление r0 нулю не равно. В реальных источниках напряжение на зажимах зависит от тока нагрузки. Напряжение на зажимах реального источника определяется по формуле:
Это есть внешняя характеристика источника ЭДС. Источники ЭДС бывают постоянного напряжения и переменного. Источник постоянного напряжения обозначают буквой Е, а источник переменного напряжения е(t). На рисунке ниже показаны реальные источники ЭДС постоянного и переменного напряжений.
Если подключить нагрузку в виде резистора к реальному источнику ЭДС, то напряжения на зажимах источника всегда меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника.
На графике показана зависимость напряжения источника от тока нагрузки. При r0 = 0 напряжение на сопротивлении нагрузки равно напряжению ЭДС и при изменении тока в цепи величина ЭДС остается постоянной. При r0 ≠ 0 (пунктирная линия) напряжение на сопротивлении нагрузки равно напряжению ЭДС за вычетом падения напряжения на внутреннем сопротивлении. При увеличении тока нагрузки напряжение реального источника ЭДС падает.
Таким образом, мы ознакомились с источниками ЭДС.
Следующая тема, которую мы рассмотрим: активные элементы цепей - источники тока.
Если понравилась статья, подписывайтесь на канал и не пропускайте новые публикации.
Читайте также:
1. Как электроэнергия передается от электростанций до наших домов;
2. Что такое электрический ток - простыми словами;