Podręcznik

Źródło niezależne prądu bądź napięcia, zwane w skrócie źródłem prądu i źródłem napięcia, jest elementem aktywnym, generującym energię elektryczną, powstającą zwykle z zamiany innego rodzaju energii, na przykład z energii mechanicznej, słonecznej, jądrowej itp. W teorii obwodów rozważać będziemy źródła idealne należące do klasy źródeł napięciowych bądź prądowych. Symbol idealnego niezależnego źródła napięcia przedstawiony jest na rys. 1.4a, natomiast źródła prądu na rys. 1.4.b.

Rys. 1.4. Symbole graficzne niezależnego źródła a) napięcia, b) prądu

Niezależne źródła prądu i napięcia mają następujące właściwości.

• Napięcie na zaciskach idealnego źródła napięcia nie zależy od prądu przepływającego przez to źródło, a zatem nie zależy od jego obciążenia.
• Przy stałym napięciu u panującym na zaciskach oraz prądzie i wynikającym z obciążenia, rezystancja wewnętrzna idealnego źródła napięciowego, definiowana jest w postaci zależności różniczkowej $R_w=\frac{du}{di}=0$ . Stąd idealne źródło napięcia charakteryzuje się rezystancją wewnętrzna równą zeru (zwarcie z punktu widzenia rezystancyjnego).
• Prąd idealnego źródła prądu nie zależy od obciążenia tego źródła, a więc od napięcia panującego na jego zaciskach.
• Przy stałym prądzie płynącym przez idealne źródło prądowe i dowolnym (bliżej nieokreślonym) napięciu panującym na jego zaciskach rezystancja wewnętrzna idealnego źródła prądowego jest równa nieskończoności. Stąd idealne źródło prądowe z punktu widzenia rezystancyjnego reprezentuje sobą przerwę.

Rys. 1.5 przedstawia charakterystyki prądowo-napięciowe obu rodzajów idealnych źródeł niezależnych: napięcia (rys. 1.5a) i prądu (rys. 1.5b).

Rys. 1.5. Charakterystyki prądowo-napięciowe idealnych źródeł niesterowanych:
a) źródło napięcia, b) źródło prądu

Dla źródła napięciowego charakterystyka jest równoległa do osi prądowej (wartość napięcia u stała), a dla źródła prądowego równoległa do osi napięciowej (wartość prądu i stała). Tak podane charakterystyki odnoszą się do źródeł stałych. W przypadku źródeł sinusoidalnych idealność jest rozumiana jako stałość parametrów źródła (amplituda, faza początkowa oraz częstotliwość niezależne od obciążenia).

Przykładami źródła napięcia stałego jest akumulator, źródła napięcia zmiennego - generator synchroniczny, źródła prądowego - elektroniczny zasilacz prądowy o stabilizowanym, niezależnym od obciążenia prądzie.