Källor till EMF och ström: huvudsakliga egenskaper och skillnader

Elteknik relaterar elektricitetens natur till materiens struktur och förklarar den med rörelsen av fritt laddade partiklar under påverkan av ett energifält.

För att elektrisk ström ska flöda genom kretsen och fungera måste det finnas en energikälla som kan omvandlas till elektricitet:

• mekanisk rotationsenergi för generatorrotorer;

• förloppet av kemiska processer eller reaktioner i galvaniska anordningar och batterier;

• värme i termostater;

• magnetiska fält i magnetohydrodynamiska generatorer;

• ljusenergi i fotoceller.

De har alla olika egenskaper. För att klassificera och beskriva deras parametrar antas en betingad teoretisk uppdelning av källor:

• nuvarande;

• EMF.

Elektrisk ström i en metallledare

Definition strömstyrka och den elektromotoriska kraften på 1700-talet gavs av den tidens kända fysiker.

Källa till EMF

En idealisk källa anses vara bipolär, vid vars terminaler den elektromotoriska kraften (och spänningen) alltid hålls vid ett konstant värde.Detta påverkas inte av nätverksbelastning och internt motstånd vid källan är noll.

I diagrammen indikeras det vanligtvis med en cirkel med bokstaven «E» och en pil inuti, vilket indikerar EMF:s positiva riktning (i riktning mot att öka källans inre potential).

Beteckningsscheman och ström-spänningsegenskaper för EMF-källor

Teoretiskt, vid terminalerna på en ideal källa, beror spänningen inte på storleken på belastningsströmmen och är ett konstant värde. Detta är dock en betingad abstraktion som inte kan tillämpas i praktiken. För en verklig källa, när belastningsströmmen ökar, minskar alltid värdet på terminalspänningen.

Grafen visar att EMF E består av summan av spänningsfallet över källans och lastens inre resistans.

Faktum är att olika kemiska och galvaniska celler, lagringsbatterier, elektriska nätverk fungerar som spänningskällor. De är indelade i källor:

• DC- och AC-spänning;

• styrs av spänning eller ström.

Aktuella källor

De kallas tvåterminalsenheter, som skapar en ström som är strikt konstant och inte på något sätt beror på motståndsvärdet för den anslutna lasten, och dess inre motstånd närmar sig oändligheten. Detta är också ett teoretiskt antagande som inte kan uppnås i praktiken.

Beteckningsscheman och ström-spänningsegenskaper för strömkällan

För en idealisk strömkälla beror dess terminalspänning och effekt endast på motståndet hos den anslutna externa kretsen. Dessutom, med ökande motstånd, ökar de.

Den faktiska strömkällan skiljer sig från det ideala värdet för det inre motståndet.

Exempel på en strömkälla inkluderar:

• Sekundärlindningar av strömtransformatorer anslutna till den primära belastningskretsen med sin egen matningslindning. Alla sekundära kretsar fungerar i tillförlitligt anslutningsläge. Du kan inte öppna dem - annars kommer det att bli överspänningar i kretsen.

• Induktorer, genom vilken strömmen har passerat en tid efter att strömmen har tagits bort från kretsen. Snabb avstängning av den induktiva lasten (en plötslig ökning av motståndet) kan göra att gapet bryts.

• Strömgenerator monterad på bipolära transistorer, styrd av spänning eller ström.

I olika litteratur kan ström- och spänningskällor betecknas olika.

Typer av beteckningar för ström- och spänningskällor på diagram

Läs även om detta ämne: EMF-källans yttre egenskaper