Н. — Хорошо. Но что ты будешь делать с этими 51,92 в на выходе (чтобы доставить тебе удовольствие, скажу 52 в)?

Л. — Следи повнимательнее за моими рассуждениями. Предположим, что от этого источника 52 в я хочу потребить ток 2 ма. Что произойдет?

Н. — Я предполагаю, что выходное напряжение Uвых снизится, как напряжение любого источника, ток которого я потребляю.

Л. — Совершенно верно. А теперь меня интересует, насколько понизится это напряжение? Падение напряжения, обозначенное Uпад (иначе говоря, Uвых), соответствующее отсутствию потребления, равно 52 в, снижается до (52 в — Uпад), когда в цепочку, обозначенную на рис. 47 пунктиром, будет ответвляться ток 2 ма. Откуда поступают эти 2 ма?

Н. — Конечно из лампы.

Л. — Да, в значительной части. Раз потенциал катода снизился на Uпад, то соответственно снизилось и смещение.

Позволь напомнить тебе, что крутизна лампы 7 ма/в. Следовательно, анодный ток увеличится на: S х Uпад (крутизна лампы S = 0,007 a/в). Но ток в обозначенную пунктиром цепочку пойдет не только из этого источника. В самом деле, анодный ток лампы, несомненно, увеличился, но ток в R уменьшился, ибо Uвых снизилось: этот ток уже не 52 в/R, а (52 в — Uпад)/R, иначе говоря, проходящий по резистору R ток уменьшился на Uпад/R и этот ток тоже войдет составной частью в ток I = 2 ма, который я потребляю в нагрузке каскада. Следовательно, мы будем иметь:

подставив наши значения, получим:

откуда Uпад = 2:7,5 = 0,28 в.

Н. — Но это совсем мало!

Л. — Этим-то и интересна схема: она может выдавать ток на выходе без ощутимого снижения напряжения, иначе говоря, у нее низкое выходное внутреннее сопротивление.

Н. — А каково значение этого сопротивления?

Л. — Его очень просто рассчитать. Если ты потребляешь ток I от источника, то падение напряжения на его зажимах составит:

U = rвн·I

где rвн — внутреннее сопротивление источника. Следовательно, rвн = U/I или в нашем случае 0,28 в:0,002 а = 140 ом.

Лучше пользоваться формулой

 что при делении обеих частей уравнения на Uпад дает но левая часть равенства  а правую часть я могу записать в следующем виде  Таким образом

Как видишь, внутреннее сопротивление катодного повторителя эквивалентно параллельно соединенным R и 1/S.

Н. — Довольно необычно рассматривать 1/S как сопротивление!

Л. — Не очень. Ведь S — крутизна, и, следовательно, она выражается в амперах на вольт (вернее в миллиамперах на вольт). А значит, обратная ей величина 1/S выражается в вольтах на ампер, а что мы получим, разделив вольты на амперы?

Просто-напросто омы. Например, в рассмотренном нами случае S = 7 ма/в, следовательно, 1/S = 1: 0,007 = 143 ом; как ты сам понимаешь, при параллельном включении резистора R = 5 ком он не оказывает сколько-нибудь заметного влияния, так как его сопротивление в 35 раз больше сопротивления другой ветви.

Как ты видишь, Незнайкин, наша схема катодного повторителя имеет внутреннее выходное сопротивление 140 ом, тогда как каскад обычного типа, например с анодной нагрузкой 20 ком, имел бы внутреннее выходное сопротивление от 5 до 10 ком, так как нужно учитывать внутреннее сопротивление лампы, которое при расчете выходного сопротивления должно рассматриваться включенным параллельно с сопротивлением анодной нагрузки.

Н. — Твои доводы я понял. Но я хочу задать один вопрос, который тебе, несомненно, покажется глупым: что ты выиграл от снижения выходного сопротивления своего каскада?

Л. — В твоем вопросе абсолютно нет ничего глупого. Я вновь все объясню, но скажи мне, пожалуйста, Незнайкин, зачем нужно тебе выходное напряжение?

Н. — Хм… да чтобы использовать его!