Любой генератор всегда характеризуется электродвижущей силой Е и внутренним сопротивлением Ri. Он создает определенную ЭДС, которая не зависит от сопротивления нагрузки. Поэтому такой генератор и называют генератором ЭДС. Иногда его представляют в виде некоторого идеального генератора ЭДС, не имеющего внутреннего сопротивления, и включают в цепь последовательно с резистором, сопротивление которого равно Ri.
В некоторых случаях для упрощения расчетов заменяют генератор ЭДС на так называемый эквивалентный генератор тока, создающий ток, не зависящий от нагрузки. Такую замену можно обосновать следующими математическими преобразованиями.
Ток, даваемый генератором ЭДС
Умножив обе части равенства на Rн, получим выражение для напряжения на зажимах генератора, т. е. напряжения на нагрузке
А теперь умножим и разделим правую часть на Ri
В полученной формуле E/Ri есть ток короткого замыкания, а выражение RнRi/(Rн+Ri) есть общее сопротивление параллельно включенных ветвей с сопротивлениями RH и Ri. Отсюда и следует, что генератор ЭДС можно заменить генератором тока, дающим ток E/Ri, но при этом Ri следует считать сопротивлением ветви, подключенной параллельно к нагрузке RH (рис. 1).
Пользоваться заменой генератора ЭДС на эквивалентный генератор тока иногда бывает удобно для расчетов, в частности, если нагрузка имеет несколько ветвей, соединенных параллельно, так как тогда все сводится к расчету параллельной цепи.
Рис 1. Эквивалентный генератор тока
Если же при расчете пользоваться генератором ЭДС, то получится смешанное соединение, так как Ri будет включено последовательно с нагрузкой, которая сама является параллельной цепью. Смешанное же соединение рассчитывать сложнее, особенно для цепей переменного тока.
Однако следует помнить, что с помощью генератора тока можно правильно рассчитывать ток, напряжение и мощность только в нагрузке. Нельзя с помощью генератора тока производить расчет тока, напряжения, и мощности внутри генератора, так как будут получены совершенно неправильные результаты.
Таким образом, использование схемы электрической цепи с генератором тока не соответствует действительности и служит лишь для расчета электрического режима нагрузки. А с генератором ЭДС всегда получается правильное отражение действительных процессов в электрической цепи и результаты расчета для любой части цепи будут верны.