Ideální zdroj napětí

Stará značka:

Zatěžovací charakteristika ideálního zdroje napětí

Simulace obvodu s ideálním zdrojem napětí

Simulace obvodu s ideálním zdrojem napětí tvořeným zenerovou diodou

Skutečný zdroj napětí

Zatěžovací charakteristika skutečného zdroje napětí

U skutečného zdroje napětí klesá svorkové napětí U od hodnoty U₀ naprázdno (R_Z=∞) při zvyšujícím se proudu zátěží až k nulové hodnotě při zkratu (R_Z=0), kdy ze zdroje vytéká proud na krátko I_K.

Simulace obvodu se skutečným zdrojem napětí

Výpočty v obvodu:

Proud zátěží I_Z prochází oběma rezistory R_i a R_Z zapojenými sériově a je tvořen napětím ideálního zdroje U₀:

Napětí na svorkách zatíženého zdroje U_Z je dáno z Ohmova zákona jako úbytek napětí na zátěži R_Z tvořeným proudem I_Z:

Napětí na svorkách zatíženého zdroje U_Z lze také spočítat jako napětí ideálního zdroje U₀ snížené o úbytek na vnitřním odporu R_i:

Z tohoto vztahu lze vyjádřit a vypočítat vnitřní odpor zdroje:

Pokud bude zdroj zapojený do zkratu, lze spočítat zkratový proud I_K nebo vnitřní odpor R_i:

Ideální zdroj proudu

Stará značka:

Zatěžovací charakteristika ideálního zdroje proudu

Ideální zdroj proudu má vnitřní odpor nekonečný (R_i=∞), takže proud ze zdroje je nezávislý na zátěži.

Simulace obvodu s ideálním zdrojem proudu

Simulace obvodu s ideálním zdrojem proudu tvořeným tranzistorem

Náhradní schéma skutečného zdroje proudu

Zatěžovací charakteristika skutečného zdroje proudu

U skutečného zdroje proudu zátěží protéká jen část proudu zdroje, snížená o proud protékající vnitřním odporem. Svorkové napětí U klesá od hodnoty U₀ naprázdno (R_Z=∞) při zvyšujícím se proudu zátěží až k nulové hodnotě při zkratu (R_Z=0), kdy ze zdroje vytéká proud na krátko I_K=I₀.

Simulace obvodu se skutečným zdrojem proudu

Výpočty v obvodu:

Proud zdroje I₀ protéká oběma rezistory R_i a R_Z zapojenými paralelně a vytváří na nich úbytek napětí U_Z:

Proud zátěží I_Z pak spočítáme z Ohmova zákona pro zátěž R_Z:

Proud ideálního zdroje I₀ se rozdělí na proud zátěží I_Z a proud vnitřním odporem. Proud zátěží lze tedy spočítat i jako rozdíl proudu ideálního zdroje I₀ a proudu vnitřním odporem R_i:

Z tohoto vztahu lze vyjádřit a vypočítat vnitřní odpor zdroje:

Pokud bude zdroj zapojený na prázdno, lze spočítat napětí na prázdno U₀ nebo vnitřní odpor R_i:

Záměna zdrojů

Skutečné zdroje napětí a proudu jsou rovnocenné, jeden může být nahrazen druhým. Hodnota vnitřního odporu se nemění, orientace proudu musí být stejná.

Přepočet napěťového zdroje na proudový:

Přepočet proudového zdroje na napěťový:

Simulace zaměnitelných obvodů zdroje proudu a napětí

Statický a dynamický vnitřní odpor zdroje

Lineární zdroj

Lineární zdroj má zatěžovací charakteristiku ve tvaru přímky spojující body napětí na prázdno U₀ a proudu na krátko I_K. Po této přímce se pohybuje pracovní bod při změně odporu zátěže. Vnitřní odpor zdroje R_i je v celém rozsahu stále stejný - statický.

Zatěžovací charakteristika lineárního zdroje

Nelineární zdroj

U nelineárního zdroje má průběh zatěžovací charakteristiky tvar křivky a hodnota vnitřního odporu se mění. Pro každý pracovní bod na zatěžovací charakteristice lze spočítat dynamický vnitřní odpor r_i

Zatěžovací charakteristika nelineárního zdroje

Matematicky ho lze vyjádřit i jako tangentu úhlu, který svírá tečna v pracovním bodě s vodorovnou osou.