Външна характеристика на източника на ЕМП

Външната характеристика отразява зависимостта на напрежението на клемите на източника от големината на товара — тока на източника, даден от товара. Напрежението на клемите на източника е по -малко от ЕМП с размера на спада на напрежението вътрешно съпротивление на източника (1):

Това уравнение съответства на външната характеристика на източника на ЕМП (фиг. 1). изграден върху две точки:

1) при I = 0 E = U;

2) при U = 0 E = R0I.

Очевидно напрежението на клемите на източника на ЕМП е колкото по -голямо, толкова по -ниско е вътрешното му съпротивление.

В идеален източник на ЕМП, R0 = 0, U = E (напрежението не зависи от големината на товара). Въпреки това, когато анализирате и изчислявате верига, не винаги е удобно да представяте източника на електрическа енергия като източник на ЕМП. Ако вътрешното съпротивление на източника значително надвишава външното съпротивление на веригата, което например се осъществява в електрониката, тогава получаваме, че токът във веригата I = U / (R + R0) и при R0 >> R практически не зависи от устойчивостта на натоварване. В този случай източникът на енергия се представя като източник на ток.

Фиг. 1.

Разделяме уравнение (1) на R0 (2):

Уравнение (2) съответства на еквивалентната схема, показана на фиг. 2. Тук Ib = U / R0 и Ik = E / R0, I = Ik — Ib тогава (3)

За идеален източник на ток, Rc = ∞. Характеристиките на токово напрежение на реални и идеални източници на ток са показани на фиг. 3.

Ориз. 2

Ориз. 3

Когато няма ясно разграничение между стойностите на R и R0, може да се използва или източник на ЕМП, или източник на ток като изчислен еквивалент на източника на енергия. В последния случай изразът (3) се използва за определяне на спада на напрежението.

Режими на работа на източника

Източникът може да работи в следните режими:

1. Номинален режим е режимът на работа, за който източникът е проектиран от производителя. За този режим номиналният ток Inom и номиналното напрежение Unom или мощността Pnom са посочени в паспорта на източника.

2. Режим на празен ход. В този режим външната верига е изключена от източника, токът на източника е I = 0 и следователно напрежението на клемите на източника е напрежението на отворената верига Uхх = E — вижте уравнение (1).

3. Режим на късо съединение. Съпротивлението на веригата, външна към източника, е нула. Токът на източника е ограничен само от вътрешното му съпротивление. От уравнение (1) при U = 0 получаваме I = Ikz = U / R0. За да се намалят загубите на енергия в източника на ЕМП, R0 трябва да бъде възможно най -малък, а в идеален източник R0 = 0. Като се има предвид това, Ikz >> Inom и е неприемливо за източника.

4. Договорен режим — това е режим, при който максималната мощност се предава от източника към потребителя. Можете да определите тази мощност чрез параметрите на източника. И така, мощността, прехвърлена към товара, P = I2R. P = Pmax при R = R0. Тогава максималната мощност, доставена на потребителя, е Pmax = E2 / 4R0. Ефективността на източника в съответствие режим не надвишава 50%. което изключва използването му в промишлената електротехника. Съответстващият режим се използва в слаботокови вериги на електронни устройства.