Egy valóságos áramgenerátor forrásárama 5 mA, üresjárásban 10V feszültség jelenik meg a kimeneti pólusain. Mekkora a belső ellenállása? Mekkora áram fog folyni egy 3kΩ-os terhelő ellenálláson?

"Mekkora áram fog folyni egy 3kΩ-os terhelő ellenálláson?"

3,33 mA

Üresjárásban a forrásáram teljes egészében a belső ellenálláson folyik keresztül. Ennek megfelelően a belső ellenállás az üresjárási kimeneti feszültség osztva a forrásárammal: Rb=U0/I0=10/5=2 kΩ

Ha rákapcsolsz egy Rt=3 kΩ-os ellenállást, akkor a forrásáram a belső ellenállás és a terhelő ellenállás között oszlik meg. Az áramosztó összefüggése alapján a terhelő ellenálláson folyó áram:

I=I0·Rb/(Rb+Rt)=5·2/(2+3)=2 mA

A belső ellenálláson ilyenkor 5−2=3 mA folyik.

#3 Nem játszik szerepet. Szirtynek van igaza, és szokás szerint mindenki lepontozza.

Hiába 5 mA az áramgenerátor árama, 3 kiloohmon 5 mA 15V feszültséget ejtene, ennyi feszültsége meg nincs szerencsétlen áramgenerátornak.

A belső ellenállásra vonatkozó kérdés meg szerintem igen érdekes. Milyen munkapontban mekkora a belső ellenállása? Ha rövidre zárom, akkor a 10 V feszültség elosztva 5 mA árammal 2 kiloohmot ad. De ha például nem 3, hanem 1 kiloohm a terhelés, akkor ezen az 1 kiloohmon 5 mA 5 voltot feszültséget hoz létre, így a belső ellenálláson is csak 5 volt esik, tehát a is 1 kiloohm.

De ha az elméletet vesszük, amely szerint a valós áramgenerátor egy ideális áramgenerátorból áll, és egy vele párhuzamosan kapcsolt belső ellenállásból, akkor viszont ez a belső ellenállás 2 kiloohm kell hogy legyen. Ha erre még ráakasztunk 3 kiloohmot párhuzamosan, akkor az eredő 1,2 kiloohm, amin a feszültség 5 mA-nél csak 6 volt lesz, és a 3 kiloohmos ellenállásunkon csak 2 mA fog folyni.

"De ha az elméletet vesszük"

Akkor most megkérdőjelezed az elméletet?

"és a 3 kiloohmos ellenállásunkon csak 2 mA fog folyni."

Akkor most igaza van #2-nek, vagy nincs, de mégis van? Mit akarnál mondani? :D :D :D

7

A feladatban csak ennyi szerepel:

„Egy valóságos áramgenerátor forrásárama 5 mA, üresjárásban 10V feszültség jelenik meg a kimeneti pólusain.” Szó sincs itt semmiféle tranzisztoros áramgenerátorról, ez egy elméleti feladat, ahogy 8-as is írta.

Nem, Szirtynek ebben az esetben nincs igaza.

A valóságos áramgenerátor kapcsain üresjárásban mérhető a 10 V. Viszont, ha rákapcsolják a 3 kΩ-os ellenállást, akkor le fog csökkenni, vagyis a 3 kΩ-os ellenálláson nem 10/3≈3,33 mA fog folyni, hanem kevesebb, csak 2 mA.

5

„De ha például nem 3, hanem 1 kiloohm a terhelés, akkor ezen az 1 kiloohmon 5 mA 5 voltot feszültséget hoz létre, így a belső ellenálláson is csak 5 volt esik, tehát a is 1 kiloohm.”

Valóságos áramgenerátorról van szó, annak a belső ellenállása nem végtelen, igenis számít a belső ellenállás. Akármekkora terhelést kapcsolnak rá, azzal mindig párhuzamosan kapcsolódik a 2 kΩ belső ellenállás. Ezért az 1 kΩ-on nem fog 5 mA folyni, mert annak egy része a belső ellenálláson folyik.

5 mA forrás áram esetén a kapocsfeszültség 10 V, akkor a belső ellenállás 2 kΩ:

[link]

Ha a terhelő ellenállás 3 kΩ, akkor azon 2 mA áram folyik:

[link]

1 kΩ terhelésen nem folyhat 5 mA:

[link]

„Tudod barátom, nálam az áramgenerátor egy aktív elemet jelent, a legegyszerűbb esetben is két tranzisztorból és három ellenállásból.”

A legegyszerűbb áramgenerátor egy tranzisztor, egy zenerdióda, két ellenállás. A tranzisztoros áramgenerátor belső ellenállása sokkal nagyobb, mint a kérdésben szereplő 2 kΩ, ezért nem felel meg a kérdésben szereplő valóságos áramgenerátornak. Legfeljebb, ha drasztikusan lecsökkentik a belső ellenállását így:

[link]

Az Rb folyamatosan ott van, az valósítja meg a 2 kΩ belső ellenállást, az áramgenerátor kimeneti kapcsai pedig a feladatnak megfelelően a terhelő ellenállás kapcsai. A forrásáram közelítőleg 5 mA, a 2 kΩ-os belső ellenálláson közelítőleg 3 mA folyik, a 3 kΩ-os terhelő ellenálláson közelítőleg 2 mA.

Az igazi áramgenerátor árama valóban alig függ a terheléstől:

[link]

20 Ω terhelésen: 5,024 mA

[link]

2 kΩ terhelésen: 5,018 mA

Ez is csak közelíti az ideális áramgenerátort, a belső ellenállása nagy, de nem végtelen, mert akkor a kimeneti árama egyáltalán nem függene a terheléstől.