Источник тока

Сила тока, текущего через идеальный источник тока, всегда одинакова по определению:

${\displaystyle I={\text{const}}}$

Напряжение на клеммах идеального источника тока (не путать с реальным источником!) зависит только от сопротивления ${\displaystyle R}$ подключенной к нему нагрузки:

${\displaystyle U=I\cdot R}$

Мощность, отдаваемая источником тока в нагрузку:

${\displaystyle P=I^{2}\cdot R}$

Поскольку ток через идеальный источник тока всегда одинаков, то напряжение на его клеммах и мощность, передаваемая им в нагрузку, с ростом сопротивления нагрузки возрастают, достигая в пределе бесконечных значений.

В линейном приближении любой реальный источник тока (не путать с описанным выше источником тока — моделью!) или иной двухполюсник может быть представлен в виде модели, содержащей, по меньшей мере, два элемента: идеальный источник и внутреннее сопротивление (проводимость). Одна из двух простейших моделей — модель Тевенина — содержит источник ЭДС, соединенный последовательно с сопротивлением, а другая, противоположная ей, модель Нортона — источник тока, соединенный параллельно с проводимостью (то есть идеальным резистором, свойства которого принято характеризовать значением проводимости). Соответственно, реальный источник в линейном приближении может быть описан при помощи двух параметров: ЭДС ${\displaystyle {\mathcal {E}}}$ источника напряжения (или силы тока ${\displaystyle I}$ источника тока) и внутреннего сопротивления ${\displaystyle r}$ (или внутренней проводимости ${\displaystyle y=1/r}$).

Можно показать, что реальный источник тока с внутренним сопротивлением ${\displaystyle r}$ эквивалентен реальному источнику ЭДС, имеющему внутреннее сопротивление ${\displaystyle r}$ и ЭДС ${\displaystyle {\mathcal {E}}=I\cdot r}$.

Напряжение на клеммах реального источника тока равно

${\displaystyle U_{\text{out}}=I{\frac {R\cdot r}{R+r}}=I{\frac {R}{1+R/r}}.}$

Сила тока в цепи равна

${\displaystyle I_{\text{out}}=I{\frac {r}{R+r}}=I{\frac {1}{1+R/r}}.}$

Мощность, отдаваемая реальным источником тока в сеть, равна

${\displaystyle P_{\text{out}}=I^{2}{\frac {R}{\left(1+R/r\right)^{2}}}.}$

Реальные генераторы тока имеют различные ограничения (например, по напряжению на его выходе), а также нелинейные зависимости от внешних условий. В частности, реальные генераторы тока создают электрический ток только в некотором диапазоне напряжений, верхний порог которого зависит от напряжения питания источника. Таким образом, реальные источники тока имеют ограничения по нагрузке.