Източник на ток: Разлика между версии

[[Файл:Quelle I-Ersatz.svg|мини|250px|Еквивалентна схема на електрическа верига с линеен източник на ток и товар.]]

'''Източник на ток''', или използваното още в електротехническата литература '''генератор на ток''', теоретичнокакто се представясреща катов електротехническата литература, теоретично представлява двуполюсник, който създава условия за протичане на независещ от съпротивлението [[електрически ток]] с големина <math>I=I_k</math>,. независeщДвуполюсникът от [[Електрическо съпротивление|съпротивлението]] на товара,е свързан в [[Електрическа верига|електрическата верига]] ипри поддържане на постоянно[[електрическо напрежение|напрежениетонапрежение]] <math>u</math> в краищата му. Константата <math>I_k</math> се нарича характеристичен ток на източника. <ref>Сарман, Жан-Пиер. Енциклопедичен речник по физика, Превод от френски и съставителство проф. д-р на ф. н. Петко Девенски, Издателство Мартилен, София, 1995, с. 120 </ref>

В най-общия случай от еквивалентната схема на двуполюсника се виждат основните зависимости и връзката между токовете <math>I_\mathrm K{k}</math>, <math>I</math>, вътрешното съпротивление на генератора на ток <math>R_\mathrm iR_i</math> и напрежението на такъвтози генератор.:

:: <math>I = I_\mathrm KI_k-U_\mathrmfrac{U_{kl}/R_\mathrm}{R_i} i\ </math>,

с което се определя силното влияние на стойността на вътрешното съпротивление на източника на тока <math>R_\mathrm iR_i</math> върху стойността на тока през товара.

:: <math>U_\mathrm{kl} = I \cdot R_\mathrm VR_V</math>

Често под източник на ток неправилно се разбира какъвто и да е източник на напрежение – [[батерия]], [[електрически генератор]], [[акумулатор]]. Макар от тези източници това да еса причината за протичане на електрически ток, физическият смисъл на понятието източник на ток е различно и не се покрива с понятието източник на напрежение.

Идеалният генератор на ток притежава неограничена способност да поддържа ток, независимо от характеристиките на електрическата верига, включена към него. Това определя вътрешното му съпротивление, равно на безкрайност:<math>~ \hat z(j \omega)\;\rightarrow\infty.</math> Тук <math>j</math> е имагинерната единица, отразяваща комплексния характер на процеса, а <math>\omega</math> е кръговата честота.

Електрическата мощност, разсейвана от източника на ток, е:

:<math>P = \mathcal{I}^2 \cdot R</math>.

Идеалният източник на ток има постоянна стойност на тока на (<math>\mathcal{I} = \text{const}</math>), което определяозначава, че електрическото напрежение и мощностмощността можемогат да растат неограничено.

Реалният източник на ток притежава вътрешно съпротивление <math>r </math>, което като параметър в линейно приближение може да се определи и обозначибъде като <math>r</math>определено. В сравнение с източника на електродвижещо напрежение, вътрешното съпротивление на източника на ток е значително, и: колкото е по-голямо втрешното съпротивление, толкова генераторът на ток е по-близо до идеалния източник. Реалният източник на ток с вътрешно съпротивление <math>r</math> е еквивалентен на реален източник на електродвижещо напрежение (ЕДС), имащ това вътрешно съпротивление и напрежение <math>\mathcal{E} = \mathcal{I} \cdot r</math>. Обратно, източникът на ЕДС е толкова по-близо до идеалния, колкото неговото вътрешно съпротивление е по-малко.

При товар в електрическата верига <math>R</math>, напрежението на клемите на реалния източник на тока е: равно на

:<math>U = \mathcal{I} \frac{R \cdot r}{R + r} = \mathcal{I} \frac{R}{1 + R/r}</math>.

Силата на тока във веригата епресмятаме равнапо на:формулата

:<math>I = \mathcal{I} \frac{r}{R + r} = \mathcal{I} \frac{1}{1 + R/r}</math>.

ЕлектрическатаОттук получаваме, че електрическата мощност от генератора на ток в електрическата верига е равна на:

:<math>P = \mathcal{I}^2 \frac{R}{\left(1 + R/r \right)^2}</math>.

Параметрите на идеалния генератор на ток не може да се постигнат в реални устройства. Затова в практиката се използват източници на ток, създадени да работят с определени ограничения и, в определена област и с определени устройства. Ограниченията на реалния генератор на ток са свързани с неговия източник на напрежение, т. е. горният праг на напрежението на двуполюсника се ограничава от този използван източник, а това е свързано и с ограничаване на товара в електрическата верига.

В радиоелектронните устройства се използват технически решения с генератор на ток. Такова захранване намира приложение в устройства, работещи с аналогови сигнали, в [[Диференциален усилвател|диференциални усилватели]], в [[Операционен усилвател|операционни усилватели]], в измерителни мостове като [[Мост на Уитстоун|моста на Уитстоун]] и др.