EMF és áramforrások: főbb jellemzők és különbségek

Az elektrotechnika az elektromosság természetét az anyag szerkezetével hozza összefüggésbe, és a szabad töltésű részecskék energiamező hatására történő mozgásával magyarázza.

Ahhoz, hogy az elektromos áram áthaladjon az áramkörön és működjön, szükség van egy energiaforrásra, amelyet elektromos árammá kell alakítani:

• generátor rotorok forgási mechanikai energiája;

• a kémiai folyamatok vagy reakciók lefolyása galvánkészülékekben és akkumulátorokban;

• hő a termosztátokban;

• mágneses mezők magnetohidrodinamikus generátorokban;

• fényenergia a fotocellákban.

Mindegyiknek más a jellemzője. Paramétereik osztályozása és leírása érdekében a források feltételes elméleti felosztását alkalmazzuk:

• jelenlegi;

• EMF.

Elektromos áram egy fémvezetőben

Meghatározás áramerősség és az elektromotoros erőt a 18. században a kor híres fizikusai adták.

Az EMF forrása

Ideális forrásnak tekinthető a bipoláris forrás, amelynek kivezetésein az elektromotoros erőt (és feszültséget) mindig állandó értéken tartják.Ezt nem befolyásolja a hálózat terhelése és belső ellenállás a forrásnál nulla.

Az ábrákon általában egy kör jelzi, amelyben az «E» betű és egy nyíl található, amely az EMF pozitív irányát jelzi (a forrás belső potenciáljának növelésének irányába).

Az EMF-források jelölési sémája és áram-feszültség jellemzői

Elméletileg egy ideális forrás kivezetésein a feszültség nem függ a terhelési áram nagyságától, és állandó érték. Ez azonban egy feltételes absztrakció, amely a gyakorlatban nem alkalmazható. Valós forrás esetén a terhelési áram növekedésével a kapocsfeszültség értéke mindig csökken.

A grafikonon látható, hogy az EMF E a forrás belső ellenállásán és a terhelésen bekövetkező feszültségesés összegéből áll.

Valójában különféle vegyi és galvánelemek, akkumulátorok, elektromos hálózatok működnek feszültségforrásként. Források szerint vannak felosztva:

• DC és AC feszültség;

• feszültség vagy áram vezérli.

Aktuális források

Kétterminális eszközöknek nevezik őket, amelyek szigorúan állandó, a csatlakoztatott terhelés ellenállásértékétől semmilyen módon nem függő áramot hoznak létre, belső ellenállása pedig megközelíti a végtelent. Ez is egy elméleti feltevés, amely a gyakorlatban nem teljesíthető.

Az áramforrás jelölési sémája és áram-feszültség jellemzői

Ideális áramforrás esetén annak kapocsfeszültsége és teljesítménye csak a csatlakoztatott külső áramkör ellenállásától függ. Sőt, az ellenállás növekedésével növekednek.

A tényleges áramforrás eltér a belső ellenállás ideális értékétől.

Példák az áramforrásra:

• Áramváltók másodlagos tekercsei, amelyek a primer terhelési körhöz csatlakoznak saját táptekerccsel. Minden másodlagos áramkör megbízható csatlakozási módban működik. Nem nyithatja ki őket - különben túlfeszültségek lépnek fel az áramkörben.

• Induktorok, amelyen az áram áthaladt egy ideig azután, hogy az áramkörből áramot eltávolítottak. Az induktív terhelés gyors lekapcsolása (hirtelen ellenállásnövekedés) a rés megszakadását okozhatja.

• Áramgenerátor bipoláris tranzisztorokra szerelve, feszültséggel vagy árammal vezérelve.

A különböző szakirodalomban az áram- és feszültségforrások eltérően jelölhetők.

Áram- és feszültségforrások jelöléseinek típusai diagramokon

Olvass még erről a témáról: Az EMF-forrás külső jellemzői