EMF kaynağının dış özellikleri
Dış karakteristik, kaynak terminal voltajının yükün büyüklüğüne - yük tarafından verilen kaynak akımına - bağımlılığını yansıtır. Kaynak terminal voltajı, voltaj düşüşü miktarına göre EMF'den daha azdır kaynağın iç direnci (1):
Bu denklem, EMF kaynağının dış karakteristiğine karşılık gelir (Şekil 1). iki nokta üzerine kurulu:
1) ben = 0'da E = U;
2) U = 0'da E = R0I.
Açıkçası, EMF kaynağının terminallerindeki voltaj ne kadar yüksek olursa, iç direnci o kadar düşük olur.
İdeal bir EMF kaynağında, R0 = 0, U = E (gerilim, yükün büyüklüğüne bağlı değildir). Bununla birlikte, bir devreyi analiz ederken ve hesaplarken, elektrik enerjisi kaynağını bir EMF kaynağı olarak göstermek her zaman uygun değildir. Kaynağın iç direnci, örneğin elektronikte meydana gelen devrenin dış direncini önemli ölçüde aşarsa, o zaman devredeki akımın I = U / (R + R0) ve R0 >> R'de pratik olarak elde ederiz. yük direncine bağlı değildir. Bu durumda, enerji kaynağı bir akım kaynağı olarak sunulur.
İncir. 1.
Denklemi (1) R0 (2) ile böleriz:
Denklem (2), Şekil l'de gösterilen eşdeğer devreye karşılık gelir. 2. Burada Ib = U / R0 ve Ik = E / R0, I = Ik — Ib o zaman (3)
İdeal bir akım kaynağı için Rc = ∞. Gerçek ve ideal akım kaynaklarının akım-gerilim karakteristikleri Şekil 1'de gösterilmektedir. 3.
Pirinç. 2
Pirinç. 3
R ve R0 değerleri arasında net bir ayrım olmadığında, güç kaynağının hesaplanan eşdeğeri olarak bir EMF kaynağı veya bir akım kaynağı kullanılabilir. İkinci durumda, voltaj düşüşünü belirlemek için ifade (3) kullanılır.
Kaynak çalışma modları
Kaynak aşağıdaki modlarda çalışabilir:
1. Nominal mod, kaynağın üretici tarafından tasarlandığı çalışma modudur. Bu mod için, kaynağın pasaportunda nominal akım Inom ve nominal voltaj Unom veya güç Pnom belirtilir.
2. Bekleme modu. Bu modda, harici devrenin kaynakla bağlantısı kesilir, kaynak akımı I = 0'dır ve bu nedenle kaynak terminal gerilimi, açık devre gerilimi Uxx = E'dir — denklem (1)'e bakın.
3. Kısa devre modu. Kaynağa harici devrenin direnci sıfırdır. Kaynak akımı yalnızca iç direnci ile sınırlıdır. U = 0'daki denklemden (1) I = Ikz = U / R0 elde ederiz. EMF kaynağındaki enerji kayıplarını azaltmak için R0 mümkün olduğu kadar küçük olmalıdır ve ideal bir kaynakta R0 = 0 olmalıdır. Buna göre, Ikz >> Inom ve kaynak için kabul edilemez.
4. Sözleşme modu — bu, kaynaktan kullanıcıya maksimum gücün iletildiği bir moddur. Bu gücü kaynak parametreleri aracılığıyla belirleyebilirsiniz. Böylece yüke aktarılan güç, P = I2R. R = R0'da P = Pmaks.O halde kullanıcıya iletilen maksimum güç Pmax = E2 / 4R0 olur. Kaynağın uyumluluk modundaki verimliliği %50'yi geçmez. endüstriyel elektrik mühendisliğinde kullanımını hariç tutar. İlgili mod, elektronik cihazların düşük akım devrelerinde kullanılır.