Az EMF-forrás külső jellemzői

A külső jellemző a forráskapocs feszültségének a terhelés nagyságától való függését tükrözi – a terhelés által adott forrásáramtól. A forrás kivezetési feszültsége a feszültségesés mértékével kisebb, mint az EMF a forrás belső ellenállása (1):

Ez az egyenlet megfelel az EMF-forrás külső jellemzőjének (1. ábra). két pontra épül:

1) I = 0-nál E = U;

2) U = 0-nál E = R0I.

Nyilvánvaló, hogy minél nagyobb a feszültség az EMF-forrás kivezetésein, annál kisebb a belső ellenállása.

Ideális EMF forrásban R0 = 0, U = E (a feszültség nem függ a terhelés nagyságától). Egy áramkör elemzése és kiszámítása során azonban nem mindig kényelmes az elektromos energia forrását EMF forrásként ábrázolni. Ha a forrás belső ellenállása jelentősen meghaladja az áramkör külső ellenállását, ami például az elektronikában előfordul, akkor azt kapjuk, hogy az áramkörben az áram I = U / (R + R0) és R0-nál >> R gyakorlatilag nem függ a terhelési ellenállástól. Ebben az esetben az energiaforrás áramforrásként kerül bemutatásra.

Ábra. 1.

Az (1) egyenletet elosztjuk R0-val (2):

A (2) egyenlet az ábrán látható egyenértékű áramkörnek felel meg. 2. Itt Ib = U / R0 és Ik = E / R0, I = Ik - Ib, akkor (3)

Ideális áramforrás esetén Rc = ∞. A valós és ideális áramforrások áram-feszültség karakterisztikáját az ábra mutatja. 3.

Rizs. 2

Rizs. 3

Ha nincs egyértelmű különbség az R és R0 értékei között, akkor vagy EMF-forrás, vagy áramforrás használható az áramforrás számított egyenértékeként. Ez utóbbi esetben a (3) kifejezést használjuk a feszültségesés meghatározására.

Forrás üzemmódok

A forrás a következő módokban működhet:

1. A névleges üzemmód az az üzemmód, amelyre a forrást a gyártó tervezte. Ennél az üzemmódnál az Inom névleges áram és az Unom névleges feszültség vagy a Pnom teljesítmény a forrás útlevelében van feltüntetve.

2. Készenléti üzemmód. Ebben az üzemmódban a külső áramkör le van választva a forrásról, a forrásáram I = 0, ezért a forráskapocsfeszültség az Uxx = E nyitott áramköri feszültség – lásd az (1) egyenletet.

3. Rövidzárási mód. A forráson kívüli áramkör ellenállása nulla. A forrásáramot csak a belső ellenállása korlátozza. Az (1) egyenletből U = 0 esetén I = Ikz = U / R0 kapjuk. Az EMF-forrás energiaveszteségének csökkentése érdekében R0-nak a lehető legkisebbnek kell lennie, és ideális forrásban R0 = 0. Ennek alapján az Ikz >> Inom és a forrás számára elfogadhatatlan.

4. Szerződéses mód – ez az az üzemmód, amelyben a maximális teljesítményt továbbítják a forrástól a felhasználóhoz. Ezt a teljesítményt a forrásparamétereken keresztül határozhatja meg. Tehát a terhelésre átvitt teljesítmény, P = I2R. P = Pmax R = R0-nál.Ekkor a felhasználónak szállított maximális teljesítmény Pmax = E2 / 4R0. A forrás hatékonysága megfelelőségi módban nem haladja meg az 50%-ot. amely kizárja az ipari elektrotechnikában való alkalmazását. A megfelelő üzemmódot az elektronikus eszközök gyengeáramú áramköreiben használják.