AktivnĂ souÄĂĄsti elektrickĂŠho obvodu jsou ty, kterĂŠ do obvodu dodĂĄvajĂ elektrickou energii, tedy jinĂ˝mi slovy zdroje, generĂĄtory. Zdroje jsou tzv. dvoupĂłly, tj. majĂ dvÄ svorky, kterĂ˝mi se pĹipojujĂ do elektrickĂŠho obvodu. ZĂĄkladnĂ rozdÄlenĂ zdrojĹŻ je na tzv. autonomnĂ a neautonomnĂ. TypickĂ˝m pĹĂkladem autonomnĂho zdroje je elektrochemickĂ˝ ÄlĂĄnek, pĹĂp. z nich sloĹženĂĄ baterie; je to takovĂ˝ zdroj, kterĂ˝ dodĂĄvĂĄ energii nezĂĄvisle na situaci v elektrickĂŠm obvodu, kterĂ˝ studujeme. AutonomnĂm zdrojem je i sĂĹĽovĂĄ zĂĄsuvka elektrickĂŠho rozvodu, stejnosmÄrnĂ˝ sĂĹĽovĂ˝ zdroj, generĂĄtor stĹĂdavĂŠho napÄtĂ. Studujeme-li naproti tomu obvod, jehoĹž souÄĂĄstĂ je transformĂĄtor, pak vĂme, Ĺže na sekundĂĄru transformĂĄtoru je napÄtĂ prĂĄvÄ kdyĹž je primĂĄr pĹipojen ke zdroji stĹĂdavĂŠho napÄtĂ; napÄtĂ na sekundĂĄru je tedy zĂĄvislĂŠ na situaci v jinĂŠm mĂstÄ studovanĂŠho obvodu a z tohoto hlediska je sekundĂĄr transformĂĄtoru neautonomnĂm, zĂĄvislĂ˝m zdrojem. ObdobnÄ mĹŻĹžeme napĹ. vĂ˝stup zesilovaÄe povaĹžovat za neautonmnĂ zdroj, neboĹĽ je zĂĄvislĂ˝ na signĂĄlu na vstupu zesilovaÄe. ZdĹŻraznÄme, Ĺže pojem autonomnĂho a neautonomnĂho, jinĂ˝mi slovy nezĂĄvislĂŠho a zĂĄvislĂŠho zdroje se vztahuje jen na studovanĂ˝ obvod, napĹ. sekundĂĄr transformĂĄtoru mĹŻĹžeme povaĹžovat za autonomnĂ zdroj v pĹĂpadÄ, Ĺže primĂĄrnĂ obvod transformĂĄtoru nenĂ souÄĂĄstĂ studovanĂŠho obvodu (sĂĹĽovĂĄ zĂĄsuvka napĹĂklad je zcela jistÄ pĹipojena na sekundĂĄr transformĂĄtoru, kterĂ˝ sniĹžuje vyĹĄĹĄĂ napÄtĂ potĹebnĂŠ k pĹenosu elektrickĂŠ energie na dĂĄlku na napÄtĂ 220V a pĹesto zĂĄsuvku povaĹžujeme v mnoha pĹĂpadech za autonomnĂ zdroj). Pojem autonomnĂho a neautonomnĂho zdroje nenĂ idealizace, tj. i reĂĄlnĂ˝ zdroj mĹŻĹžeme takto klasifikovat.
Jak nezĂĄvislĂŠ, tak zĂĄvislĂŠ generĂĄtory (zdroje) dÄlĂme dĂĄle na zdroje napÄtĂ a zdroje proudu. U ideĂĄlnĂho zdroje napÄtĂ nezĂĄvisĂ napÄtĂ na jeho svorkĂĄch na odebĂranĂŠm nebo dodĂĄvanĂŠm proudu. Na obrĂĄzku 1.9. je charakteristika ideĂĄlnĂho zdroje napÄtĂ, tj. graf, kde na ose poĹadnic je vyneseno napÄtĂ na svorkĂĄch zdroje a na ose ĂşseÄek v 1. kvadrantu odebĂranĂ˝ proud, ve 2. kvadrantu dodĂĄvanĂ˝ proud. VidĂme, Ĺže zatÄĹžovacĂ charakteristika ideĂĄlnĂho zdroje napÄtĂ je lineĂĄrnĂ rovnobÄĹžnĂĄ s osou ĂşseÄek v obou kvadrantech. ÄĂĄst charakteristiky v 1. kvadrantu se nazĂ˝vĂĄ zatÄĹžovacĂ charakteristika zdroje napÄtĂ.
IdeĂĄlnĂ zdroj napÄtĂ neexistuje. V praxi vĹždy kdyĹž odebĂrĂĄme proud z jakĂŠhokoli zdroje, mÄnĂ se (obvykle klesĂĄ) na jeho vĂ˝stupnĂch svorkĂĄch napÄtĂ a obdobnÄ kdyĹž proud do zdroje dodĂĄvĂĄme, napĹ. pĹi nabĂjenĂ akumulĂĄtoru, je napÄtĂ zdroje na tomto proudu zĂĄvislĂŠ. Tato zĂĄvislost nenĂ obecnÄ lineĂĄrnĂ, ale vÄtĹĄinou obsahuje Ăşsek, kterĂ˝ lze s pĹesnostĂ odpovĂdajĂcĂ pĹesnosti analĂ˝zy zbĂ˝vajĂcĂho obvodu, lineĂĄrnĂ funkcĂ aproximovat, viz obr. 1.10.
ZĂĄpornÄ vzatou smÄrnici extrapolaÄnĂ pĹĂmky pak nazĂ˝vĂĄme vnitĹnĂm odporem zdroje napÄtĂ. ReĂĄlnĂ˝ zdroj napÄtĂ tedy v obvodovĂ˝ch schematech s dostateÄnou pĹesnostĂ nahrazujeme seriovou kombinacĂ ideĂĄlnĂho zdroje napÄtĂ a rezistoru s odporem rovnĂ˝m vnitĹnĂmu odporu zdroje. Je tedy zĹejmĂŠ, Ĺže ideĂĄlnĂ zdroj napÄtĂ mĂĄ vnitĹnĂ odpor roven nule. Dobrou aproximacĂ ideĂĄlnĂho zdroje napÄtĂ je olovÄnĂ˝ akumulĂĄtor, kterĂ˝ mĂĄ vnitĹnĂ odpor (pro vybĂjenĂ, tj. v 1. kvadrantu) v ĹĂĄdu jednotek mW aĹž do proudĹŻ ĹĂĄdu stovek ampĂŠr, nebo elektronicky stabilizovanĂ˝ zdroj napÄtĂ, kterĂ˝ mĂĄ typicky vnitĹnĂ odpor rovnÄĹž v ĹĂĄdu jednotek, i zlomkĹŻ mW, vĂ˝stupnĂ proudy u bÄĹžnĂ˝ch sĂĹĽovĂ˝ch laboratornĂch zdrojĹŻ jsou v ĹĂĄdu do jednotek aĹž desĂtek ampĂŠr. U sĂĹĽovĂ˝ch zdrojĹŻ je vÄtĹĄinou udĂĄna zatÄĹžovacĂ charakteristika jen pro odebĂranĂ˝ proud; charakteristika ve 2. kvadrantu, kterĂĄ by byla zajĂmavĂĄ tehdy, kdy nedopatĹenĂm dojde k pĹiloĹženĂ jinĂŠho zdroje s vyĹĄĹĄĂm napÄtĂm na vĂ˝stup, nenĂ udĂĄvĂĄna a vÄtĹĄina stabilizovanĂ˝ch zdrojĹŻ nenĂ pro tento pĹĂpad ani elektronicky jiĹĄtÄna; pĹiloĹženĂ vyĹĄĹĄĂho napÄtĂ na vĂ˝stup stabilizovanĂŠho zdroje vede proto ve vÄtĹĄinÄ pĹĂpadĹŻ ke zniÄenĂ zdroje. Pokud bychom si pĹedstavili sĂĹĽovou zĂĄsuvku elektrickĂŠho rozvodu jako zdroj napÄtĂ, mÄl by tento zdroj vnitĹnĂ odpor (podle stavu vnitĹnĂch rozvodĹŻ) ĹĂĄdovÄ 1W, tj. pĹi zapojenĂ spotĹebiÄe s odbÄrem 10A by kleslo napÄtĂ v zĂĄsuvce o hodnotu cca 10V. SchematickĂŠ znaÄenĂ zdrojĹŻ napÄtĂ nenĂ jednotnĂŠ, nÄkterĂŠ pĹĂklady vidĂme na obr. 1.11.
PĹĂkladem zdroje napÄtĂ s elektronickou regulacĂ je tzv. tĹĂbodovĂ˝ stabilizĂĄtor napÄtĂ, obr. 1.12.
IdeĂĄlnĂ zdroje napÄtĂ lze Ĺadit do serie a podle polarity jednotlivĂ˝ch zdrojĹŻ tak zvyĹĄovat nebo sniĹžovat celkovĂŠ napÄtĂ na seriovĂŠ kombinaci zdrojĹŻ. ParalelnĂ kombinace ideĂĄlnĂch zdrojĹŻ napÄtĂ postrĂĄdĂĄ smysl, neboĹĽ z definice plyne, Ĺže by pak na spoleÄnĂ˝ch svorkĂĄch mÄlo bĂ˝t souÄasnÄ jak napÄtĂ jednoho, tak druhĂŠho zdroje, coĹž vede obecnÄ ke sporu.
DuĂĄlnĂm reprezentantem k ideĂĄlnĂmu zdroji napÄtĂ je ideĂĄlnĂ zdroj proudu. Jeho charakteristiku vidĂme na obrĂĄzku 1.13. Na rozdĂl od charakteristiky ideĂĄlnĂho zdroje napÄtĂ jsme prohodili vĂ˝znam osy ĂşseÄek a poĹadnic. Charakteristika ideĂĄlnĂho zdroje proudu vyjadĹuje nezĂĄvislost dodĂĄvanĂŠho proudu na napÄtĂ na spotĹebiÄi; tĂmto spotĹebiÄem mĹŻĹže bĂ˝t pasivnĂ prvek nebo zdroj napÄtĂ. Aplikujeme-li definici vnitĹnĂho odporu na charakteristiku ideĂĄlnĂho zdroje proudu dojdeme k zĂĄvÄru, Ĺže ideĂĄlnĂ zdroj proudu mĂĄ nekoneÄnĂ˝ vnitĹnĂ odpor.IdeĂĄlnĂ zdroj proudu v praxi neexistuje, pro Ĺadu ĂşÄelĹŻ je vĹĄak moĹžnĂŠ jej s potĹebnou pĹesnostĂ realizovat, ale vĹždy jen v omezenĂŠm rozsahu napÄtĂ na spotĹebiÄi. PĹedstavme si napĹĂklad, Ĺže potĹebujeme vytvoĹit zdroj proudu o velikosti 1 mA Âą 1% v rozsahu napÄtĂ na spotĹebiÄi Âą 10V. Realizaci provedeme (myĹĄlenkovÄ, v praxi bychom pouĹžili elektronickĂ˝ stabilizĂĄtor) tak, Ĺže pouĹžijeme zdroj napÄtĂ o velikosti 1000V a k nÄmu pĹipojĂme do serie rezistor s odporem 1MW (vĂ˝raz "... pĹipojĂme do serie odpor 1MW" je tĹeba zaĹadit do profesionĂĄlnĂho slangu elektronikĹŻ, kterĂŠho se budu snaĹžit se v tomto textu vyvarovat). Na vĂ˝stup tĂŠto seriovĂŠ kombinace pĹipojujeme spotĹebiÄ, napĹ. akumulĂĄtor s napÄtĂm 10V. Je-li akumulĂĄtor pĂłlovĂĄn shodnÄ se zdrojem 1000V, je na odporu 1 W napÄtĂ 990V a tedy do akumulĂĄtoru teÄe proud 0.99mA, pĹi opaÄnĂŠ polaritÄ akumulĂĄtoru je na odporu 1 W napÄtĂ 1010 V a akumulĂĄtor se bude vybĂjet proudem 1.01 mA (nakreslete si schemata pro obÄ polarity). Zdroj vysokĂŠho napÄtĂ s rezistorem o vysokĂŠm odporu v serii aproximuje proto dostateÄnÄ dobĹe ideĂĄlnĂ zdroj proudu, pokud napÄtĂ na spotĹebiÄi je mnohem niŞťà neĹž na zdroji vysokĂŠho napÄtĂ. V praxi se realizujĂ zdroje proudu elektronickou regulacĂ, mnohdy lze regulĂĄtor napÄtĂ jednoduchou Ăşpravou zapojenĂ pĹevĂŠst do reĹžimu regulace proudu, viz obr. 1.14.
SchematickĂŠ znaÄenĂ zdrojĹŻ proudu opÄt nenĂ jednotnĂŠ, nÄkterĂŠ schematickĂŠ znaÄky jsou uvedeny na obr. 1.15.
IdeĂĄlnĂ zdroje proudu lze Ĺadit paralelnÄ, pĹiÄemĹž vĂ˝slednĂ˝ proud v obvodu pĹipojenĂŠmu k paralelnĂ kombinaci bude dĂĄn souÄtem proudĹŻ obou (vĹĄech) zdrojĹŻ se zapoÄtenĂm znamĂŠnka jejich smÄrĹŻ. SeriovĂĄ kombinace ideĂĄlnĂch zdrojĹŻ proudu pozbĂ˝vĂĄ smyslu neboĹĽ vede ke sporu s definicĂ obdobnĂ˝m zpĹŻsobem, jako jsme ukĂĄzali v pĹĂpadÄ paralelnĂ kombinace ideĂĄlnĂch zdrojĹŻ napÄtĂ.Charakteristika reĂĄlnĂ˝ch zdrojĹŻ proudu je obecnÄ nelineĂĄrnĂ, proto se, pokud je to s dostateÄnou pĹesnostĂ moĹžnĂŠ, aproximuje lineĂĄrnĂ zĂĄvislostĂ. ZĂĄpornÄ vzatĂĄ smÄrnice tĂŠto zĂĄvislosti mĂĄ rozmÄr W-1 a vyjadĹuje tzv. vnitĹnĂ vodivost. ReĂĄlnĂ˝ zdroj proudu se proto v obvodovĂ˝ch schematech s dostateÄnou pĹesnostĂ nahrazuje ideĂĄlnĂm zdrojem proudu, ke kterĂŠmu je paralelnÄ pĹipojena vnitĹnĂ vodivost (nebo, coĹž je totĂŠĹž, rezistor s odporem rovnĂ˝m pĹevrĂĄcenĂŠ hodnotÄ vnitĹnĂ vodivosti). NĂĄĹĄ reĂĄlnĂ˝ zdroj proudu z pĹĂkladu uvedenĂŠho výťe by tedy byl reprezentovĂĄn v obvodovĂŠm schematu paralelnĂ kombinacĂ ideĂĄlnĂho zdroje proudu 1 mA a rezistoru s odporem 1MW a tato reprezentace je ekvivalentnĂ s naĹĄĂ modelovou reprezentacĂ (zdroj napÄtĂ 1000V s odporem 1MW v serii). VyzkouĹĄejte si, Ĺže obÄ reprezentace dajĂ v naĹĄĂ modelovĂŠ situaci opravdu stejnĂŠ vĂ˝sledky; jednĂĄ se o speciĂĄlnĂ pĹĂklad obecnĂŠho zĂĄkona obvodĹŻ o transformaci zdroje napÄtĂ na zdroj proudu a naopak (ekvivalence reĂĄlnĂŠho zdroje napÄtĂ a reĂĄlnĂŠho zdroje proudu).