Источник ЭДС

Рисунок 2. Реальный источник напряжения под нагрузкой

Рисунок 3. Нагрузочная характеристика идеального (синий) и реального (красный) источников.

Напряжение на выводах идеального источника напряжения не зависит от нагрузки ${\displaystyle U={\mathcal {E}}={\text{const}}}$. Ток определяется только сопротивлением внешней цепи ${\displaystyle R}$:

${\displaystyle I={\frac {U}{R}}.}$

Модель идеального источника напряжения используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. Собственно, идеальный источник напряжения (источник ЭДС) является физической абстракцией, поскольку при стремлении сопротивления нагрузки к нулю ${\displaystyle R\rightarrow 0}$ отдаваемый ток и электрическая мощность неограниченно возрастают, что противоречит физической природе источника.

В реальности любой источник напряжения обладает внутренним сопротивлением ${\displaystyle r}$. Следует отметить, что внутреннее сопротивление — это исключительно конструктивное свойство источника. Эквивалентная схема реального источника напряжения представляет собой последовательное включение идеального источника ЭДС ${\displaystyle {\mathcal {E}}}$ и внутреннего сопротивления ${\displaystyle r}$.

На рисунке 3 приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия).

${\displaystyle {\mathcal {E}}=U_{r}+U_{R},}$

где

${\displaystyle U_{r}=I\cdot r,}$ — падение напряжения на внутреннем сопротивлении;

${\displaystyle U_{R}=I\cdot R,}$ — падение напряжения на нагрузке.

При коротком замыкании ${\displaystyle R=0}$ вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток короткого замыкания ${\displaystyle I_{\text{s.c.}}}$ будет максимален. Зная напряжение холостого хода ${\displaystyle U_{\text{xx}}}$ и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:

${\displaystyle r={\frac {U_{\text{xx}}}{I_{\text{s.c.}}}}.}$