Терминология: Сопротивление выходное

Сопротивление выходное

Когда говорят о выходном сопротивлении, подразумевают модель выхода как линейной электрической цепи, в которой сопротивление RВЫХ включено последовательно с идеальным источником напряжения U0 (источником ЭДС), как показано на рисунке. Собственно, идеальный источник напряжения в данной эквивалентной схеме и отличает  выход от входа, и отличает понятие выходного сопротивления от входного сопротивления. Также наличие активного источника напряжения или тока отличает активную цепь от пассивной.

Идеальный источник напряжения называется идеальным потому, что он обладает нулевым внутренним сопротивлением (это способность отдать сколь угодно большой ток нагрузки IВЫХ при неизменности напряжения U0). А выходное сопротивление RВЫХ  вносит неидеальность, присущую всем физически реализуемым (реальным) выходам напряжения и тока, и ограничивает максимальный ток нагрузки IВЫХ значением тока короткого замыкания IВЫХ = IКЗ = U0 / RВЫХ .

Отметим, что применённые выше два термина выходное сопротивление и внутреннее сопротивление эквивалентны. Обычно термин выходное сопротивление применяют к объектам, для которых можно применить понятие "выход". Термин внутреннее сопротивление носит более общий характер и может быть применим к входам, выходам и любым пассивным или активным объектам.

Практически, если значение выходного сопротивления выхода неизвестно, то его можно оценить простым методом двух измерений с использованием вольтметра и резистора с известным номиналом RН (желательно близким к номинальному сопротивлению нагрузки для данного выхода или хотя бы предположительно соответствующим номинальному сопротивлению нагрузки).

Первое измерение: Измерить вольтметром напряжение холостого хода на выходе (без нагрузки) U.

Второе измерение: Подсоединить к выходу резистор RН и измерить на резисторе напряжение UH.

Вычислить RВЫХ по формуле RВЫХ = RН (U– UН) / UH

Метод применим и для выходов напряжения переменного тока, если вольтметр способен измерять средневадратическое значение (СКЗ) напряжения при данной частоте сигнала, тогда RВЫХ будет иметь физический смысл модуля импеданса выходного сопротивления на данной частоте сигнала.

Но есть ограничение: данный метод нельзя применять к выходам, для которых отсутствие нагрузки является нерабочим режимом. Например, для выходов генераторов тока этот метод неприменим.

Для выходов тока применяют обычно модель с идеальным источником тока (это источник тока, способный сохранить ток неизменным при бесконечном увеличении сопротивления нагрузки) и параллельным резистором RВЫХ, делающим этот источник тока неидеальным, как показано на рисунке ниже.

Для выходов генераторов тока применима схожая методика двух измерений, но основанная на измерении амперметром тока короткого замыкания и тока назгрузки при включенении в цепь резистора с известным сопротивлением RН.

Когда употребляют термин низкоомный источник сигнала, то, в зависимости от динамики протекания электрических процессов (в том контексте, в котором этот термин употрелён) может подразумеваться как низкое сопротивление по постоянному току, так и малый импеданс в широкой полосе частот, начиная с нулевой частоты. Приведём три поясняющих примера.

Пример 1.  Когда говорят о низкоомности источников сигнала для АЦП с входным  коммутатором канала, то подразумевают низкий импеданс датчика, включая кабель от него. - На столько низкий импеданс, чтобы переходный процесс от переключения коммутатора успел полностью затухнуть за период времени T переключения коммутатора. Таким образом, оценочно, малый импеданс должен соблюдаться, как минимум, в полосе частот от 0 до 1/T [Гц], а не в полосе частот полезного сигнала от датчика.

Пример 2. Когда говорят о низкоомности выхода ICP датчика (порядка 100 Ом), то низкое выходное сопротивление оговаривается, как правило, до верхней частоты полосы частот пропускания датчика (порядка 10 кГц).

Пример 3. Когда говорят о низкоомности электронного ключа, управляющего включением-выключением неполяризованного электромеханического реле, то подразумевают, как правило, выходное сопротивление ключа по постоянному току, которое существенно для режима долговременного удержания реле в активном состоянии.

В заключение добавим, что понятия источник ЭДС, источник тока, активный и пассивный двухполюсник, а также выходное сопротивление генератора явлются базовыми понятиями Теории линейных электрических цепей в курсе ТОЭ. В частности, к этим понятиям впрямую относится метод эквивалентного генератора: 

"По отношению к выделенной ветви (электрической цепи) двухполюсник можно заменить эквивалентным генератором, ЭДС которого равна напряжению холостого хода на зажимах выделенной ветви, а внутреннее сопротивление равно входному сопротивлению двухполюсника" (Бессонов Л. А. ТОЭ. Электрические цепи, §2.26, стр. 64).

 

Перейти к другим терминам       Cтатья создана:16.07.2014
О разделе "Терминология"      Последняя редакция:21.08.2017

Контакты

Телефон: +7 (495) 785-95-25
Факс: +7 (495) 785-95-14

Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru

117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4, стр. 2

Схема проезда

Отправить запрос

Контакты

О нас

Более 3000 клиентов в России и за рубежом используют электронное оборудование L-CARD для решения широкого спектра научно-исследовательских и производственных задач. Мы рады помочь Вам на любом этапе создания электронного изделия: от разработки и производства до послегарантийной поддержки.

L-CARD в проектах