Eksterne egenskaper til EMF-kilden

Den ytre karakteristikken gjenspeiler avhengigheten av kildeterminalspenningen på størrelsen på belastningen - kildestrømmen gitt av belastningen. Kildeterminalspenningen er mindre enn EMF med mengden spenningsfall kildens indre motstand (1):

Denne ligningen tilsvarer den ytre karakteristikken til EMF-kilden (fig. 1). bygget på to punkter:

1) ved I = 0 E = U;

2) ved U = 0 E = R0I.

Jo høyere spenningen er på terminalene til EMF-kilden, jo lavere er dens indre motstand.

I en ideell EMF-kilde er R0 = 0, U = E (spenningen avhenger ikke av belastningens størrelse). Men når man analyserer og beregner en krets, er det ikke alltid praktisk å representere kilden til elektrisk energi som en kilde til EMF. Hvis den indre motstanden til kilden betydelig overstiger den eksterne motstanden til kretsen, som for eksempel forekommer i elektronikk, får vi at strømmen i kretsen I = U / (R + R0) og ved R0 >> R praktisk talt er ikke avhengig av belastningsmotstanden. I dette tilfellet presenteres energikilden som en strømkilde.

Fig. 1.

Vi deler ligning (1) med R0 (2):

Ligning (2) tilsvarer den ekvivalente kretsen vist i fig. 2. Her Ib = U / R0 og Ik = E / R0, I = Ik — Ib så (3)

For en ideell strømkilde er Rc = ∞. Strømspenningsegenskapene til reelle og ideelle strømkilder er vist i fig. 3.

Ris. 2

Ris. 3

Når det ikke er noe klart skille mellom verdiene til R og R0, kan enten en EMF-kilde eller en strømkilde brukes som den beregnede ekvivalenten til strømkilden. I sistnevnte tilfelle brukes uttrykk (3) for å bestemme spenningsfallet.

Kildedriftsmoduser

Kilden kan fungere i følgende moduser:

1. Klassifisert modus er driftsmodusen som kilden er designet for av produsenten. For denne modusen er den nominelle strømmen Inom og den nominelle spenningen Unom eller kraften Pnom angitt i passet til kilden.

2. Hvilemodus. I denne modusen er den eksterne kretsen koblet fra kilden, kildestrømmen er I = 0, og derfor er kildespenningen åpen kretsspenning Uxx = E — se ligning (1).

3. Kortslutningsmodus. Motstanden til kretsen utenfor kilden er null. Kildestrømmen begrenses bare av dens indre motstand. Fra ligning (1) ved U = 0 får vi I = Ikz = U / R0. For å redusere energitapene i EMF-kilden bør R0 være så liten som mulig, og i en ideell kilde R0 = 0. Gitt dette er Ikz >> Inom og uakseptabelt for kilden.

4. Kontraktsmodus — dette er en modus der maksimal effekt overføres fra kilden til brukeren. Du kan bestemme denne kraften gjennom kildeparametrene. Så kraften som overføres til lasten, P = I2R. P = Pmax ved R = R0.Da er maksimal effekt levert til brukeren Pmax = E2 / 4R0. Effektiviteten til kilden i samsvarsmodus overstiger ikke 50 %. som utelukker bruk i industriell elektroteknikk. Den tilsvarende modusen brukes i lavstrømskretser av elektroniske enheter.