Източникът на ток (IT) може да се разглежда като електронно устройство, което доставя електрически ток към външна верига, независимо от напрежението върху елементите на веригата и върху себе си.
Отличително свойство на ИТ е неговото голямо (в идеалния случай безкрайно голямо) вътрешно съпротивление Rext. Защо е така?
Нека си представим, че искаме да прехвърлим 100% от мощността от захранването към товара. Това е пренос на енергия.
За да се достави 100% мощност от източника към товара, е необходимо да се разпредели съпротивлението във веригата, така че товарът да получи тази мощност. Този процес се нарича текущо разделяне.
Current винаги поема по най-краткия път, като избира маршрута с най-малко съпротивление. Следователно в нашия случай трябва да организираме източника и натоварването по такъв начин, че първият да има много по-високо съпротивление от втория.
Това е, за да се гарантира, че токът протича от източника към товара. Ето защо ние използваме в този пример идеален източник на ток, който има безкрайно вътрешно съпротивление. Това гарантира, че токът протича от IT по най-краткия път, т.е. през товара.
ЗащотоRext на източника е безкрайно голям, изходният ток от него няма да се промени (въпреки промяната в стойността на съпротивлението на товара). Токът винаги ще има тенденция да тече през безкрайното съпротивление на IT към товара с относително ниско съпротивление. Това показва графиката на изходния ток на идеален източник.
С безкрайно голямо IT вътрешно съпротивление, всякакви промени в стойността на съпротивлението на товара нямат ефект върху количеството на тока, протичащ във външната верига на идеалния източник.
Безкрайното съпротивление е доминиращо във веригата и не позволява на тока да се променя (въпреки колебанията в съпротивлението на натоварването).
Нека разгледаме идеалната верига за източник на ток, показана по-долу.
Тъй като IT има безкрайно съпротивление, токът, протичащ от източника, има тенденция да намери своя път с най-малко съпротивление, което е натоварване от 8Ω. Целият ток от източника на ток (100mA) протича през 8Ω издърпващ резистор. Този идеален калъф е пример за 100% енергийна ефективност.
Сега нека разгледаме реалната IT верига (както е показано по-долу).
Този източник има съпротивление от 10 MΩ, което е достатъчно високо, за да осигури ток много близо до пълните 100 mA на източника, но в този случай ИТ няма да достави 100% от мощността си.
Това е така, защото вътрешнатасъпротивлението на източника ще поеме част от тока, което води до известно количество изтичане.
Може да се изчисли с помощта на конкретно разделяне.
Източникът доставя 100 mA. След това този ток се споделя между източника 10 MΩ и натоварването 8Ω.
С просто изчисление можете да определите каква част от тока преминава през съпротивлението на натоварване 8Ω
I=100mA -100mA (8x10-6 MΩ /10MΩ)=99,99mA.
Въпреки че физически идеални източници на ток не съществуват, те служат като модел за изграждане на реални ИТ, които са близки по своите характеристики.
На практика се използват различни видове източници на ток, които се различават по схемни решения. Най-простият ИТ може да бъде верига източник на напрежение със свързан резистор. Тази опция се нарича резистивен.
Върху транзистор може да бъде изграден източник на ток с много добро качество. Има и евтин търговски FET източник на ток, който е просто FET с p-n преход и порта, свързан към източника.
