【基礎から学ぶ電気回路】電圧源と電流源～等価電源と理想電源の違い～

電気電子系は難しいイメージを持たれがちですが、基本から順番に抑えていけばそれほど難しいものではありません。
どんな分野にも言えることですが、最初はよくわからないものですから。
本記事では、電気初心者の方でもわかりやすいように、電気回路を理解するための基本中の基本から順を追って解説していきます。
まずは、直流回路についてです。

今回は、「電圧源と電流源」についての説明です。

１．ポイント
２．電圧源とは？
３．電流源とは？

１．ポイント

電圧源と電流源の種類

等価電圧源
⇒内部抵抗rと定電圧源Eが直列に繫がった一般的な電圧源。

定電圧源
⇒理想電圧源とも呼ぶ。
内部抵抗r＝0なので、内部抵抗での電圧降下を一切考慮する必要のない理想的な電圧源。
一定の電圧を供給できる。

等価電流源
⇒内部抵抗rと定電圧源Eが並列に繫がった一般的な電流源。
この電流源に負荷を接続した時、負荷から見れば内部抵抗r＝∞になっている。

定電流源
⇒理想電流源とも呼ぶ。
内部抵抗r＝∞なので、内部抵抗への分路電流を一切考慮する必要のない理想的な電流源。
一定の電流を供給できる。

２．電圧源とは？

内部抵抗rと起電力Eが直列に繫がったものが、一般的な電圧源です。
この一般的な電圧源を等価電圧源と呼びます。

等価電圧源は、内部抵抗rによる電圧降下がある為、出力電圧が起電力Eより若干低くなります。
逆に言えば、内部抵抗r＝0の電圧源があれば、内部抵抗rでの電圧降下がなくなり、常に一定の出力電圧を保てるようになります。
このような理想的な電圧源を定電圧源、または理想電圧源と呼びます。

等価電圧源及び定電圧源の図記号を以下に示します。

定電圧源を一般的な電圧源である等価電圧源と区別して書きたい場合は、この図記号を用います。
ちなみに、定電圧源は内部抵抗r＝0なので、内部抵抗rが短絡除去された形状になっています。

３．電流源とは？

内部抵抗rと起電力Eが並列に繫がったものが、一般的な電流源です。
この一般的な電流源を等価電流源と呼びます。
等価電流源は、図2のように表します。

内部抵抗rは大きい値ですが分路電流I₀‘は微量であるものの流れるので、出力電流が電流I₀より若干低くなります。
逆に言えば、内部抵抗r＝∞の電流源があれば、内部抵抗rへの分路電流がなくなり、常に一定の出力電流を保てるようになります。
このような理想的な電流源を定電流源、または理想電流源と呼びます。

等価電流源及び定電流源の図記号を以下に示します。