EMF-källans yttre egenskaper

Den externa karakteristiken återspeglar källans terminalspännings beroende av belastningens storlek - källströmmen som ges av belastningen. Källans terminalspänning är mindre än EMF med mängden spänningsfall källans inre motstånd (1):

Denna ekvation motsvarar EMF-källans yttre karaktäristika (fig. 1). bygger på två punkter:

1) vid I = O E = U;

2) vid U = 0 E = ROL.

Uppenbarligen, ju högre spänningen är vid terminalerna på EMF-källan, desto lägre är dess inre resistans.

I en idealisk EMF-källa är R0 = 0, U = E (spänningen beror inte på belastningens storlek). Men när man analyserar och beräknar en krets är det inte alltid lämpligt att representera källan till elektrisk energi som en källa till EMF. Om källans inre resistans avsevärt överstiger kretsens externa resistans, vilket till exempel förekommer inom elektronik, får vi att strömmen i kretsen I = U / (R + R0) och vid R0 >> R praktiskt taget beror inte på belastningsmotståndet. I detta fall presenteras energikällan som en strömkälla.

Fikon. 1.

Vi dividerar ekvation (1) med R0 (2):

Ekvation (2) motsvarar den ekvivalenta kretsen som visas i fig. 2. Här Ib = U / R0 och Ik = E / R0, I = Ik - Ib sedan (3)

För en idealisk strömkälla är Rc = ∞. Strömspänningsegenskaperna för verkliga och ideala strömkällor visas i fig. 3.

Ris. 2

Ris. 3

När det inte finns någon tydlig skillnad mellan värdena på R och R0, kan antingen en EMF-källa eller en strömkälla användas som den beräknade ekvivalenten till strömkällan. I det senare fallet används uttryck (3) för att bestämma spänningsfallet.

Källdriftslägen

Källan kan fungera i följande lägen:

1. Nominellt läge är det driftsätt för vilket källan är designad av tillverkaren. För detta läge indikeras den nominella strömmen Inom och den nominella spänningen Unom eller effekten Pnom i källans pass.

2. Viloläge. I detta läge är den externa kretsen bortkopplad från källan, källströmmen är I = 0, och därför är källspänningen öppen kretsspänningen Uxx = E — se ekvation (1).

3. Kortslutningsläge. Resistansen hos kretsen utanför källan är noll. Källströmmen begränsas endast av dess inre resistans. Från ekvation (1) vid U = 0 får vi I = Ikz = U / R0. För att minska energiförlusterna i EMF-källan bör R0 vara så liten som möjligt, och i en idealisk källa R0 = 0. Med tanke på detta är Ikz >> Inom och oacceptabelt för källan.

4. Kontraktsläge — detta är ett läge där den maximala effekten överförs från källan till användaren. Du kan bestämma denna effekt genom källparametrarna. Så kraften som överförs till lasten, P = I2R. P = Pmax vid R = R0.Då är den maximala effekten som levereras till användaren Pmax = E2 / 4R0. Källans effektivitet i överensstämmelseläge överstiger inte 50 %. vilket utesluter dess användning inom industriell elektroteknik. Motsvarande läge används i lågströmkretsar av elektroniska enheter.