Источники электрической энергии

Источники электрической энергии, питающие электрические цепи могут быть независимыми и зависимыми. Источники напряжения или источники тока, в которых напряжение или ток в одной из ветвей зависит от напряжения или тока в другой, называются зависимыми. Различают четыре типа зависимых источников: источник напряжения, управляемый напряжением (ИНУН) (рисунок 1.4, а) источник напряжения, управляемым током (ИНУТ) (рисунок 1.4, б) источник тока, управляемый напряжением (ИТУН) (рисунок 1.4,в) источник тока, управляемый током (ИТУТ) (рисунок 1.4,г). На рисунках приведены соотношения, описывающие связи зависимых значений, выраженные через коэффициенты k, r, g, β, которые, как правило, являются положительными или отрицательными числами и однозначно полно характеризуют зависимый источник.

Источники напряжения или источники тока, в которых напряжение или ток в одной из ветвей не зависит от напряжения или тока в другой, называются независимыми.

Свойства источника электрической энергии описываются ВАХ , называемой внешней характеристикой источника. ВАХ источника может быть определена экспериментально (рисунок 1.5,а).

Рисунок 1.5

В общем случае ВАХ источника является нелинейной (кривая 1 на рисунке 1.5,б). Она имеет две характерные точки, которые соответствуют: а – режимухолостого хода;в – режиму короткого замыкания.

Прямая 2 на рисунке 1.5,б описывается линейным уравнением

где - напряжение на зажимах источника при отключенной нагрузке; - внутреннее сопротивление источника.

Уравнение (1.1) позволяет составить последовательную схему замещения источника энергии источником Э.Д.С. (см. рисунок 1.6,а). На этой схеме символом Е обозначен элемент, называемый идеальным источником ЭДС, ему соответствует ВАХ на рисунке 1.6,б, у такого источника .

Рисунок 1.6

Существует также параллельная схема замещения источника. Для ее описания разделим левую и правую части соотношения (1.1) на . В результате получим

или

где ; - внутренняя проводимость источника.

Уравнению (1.2) соответствует схема замещения источника на рисунке 1.7,а.

Рисунок 1.7

На этой схеме символом J обозначен элемент, называемый идеальным источником тока. Ток в ветви с этим элементом равен и не зависит от напряжения на зажимах источника, следовательно, ему соответствует ВАХ на рисунке 1.7,б. На этом основании с учетом (1.2) у такого источника , т.е. его внутреннее сопротивление .В расчетном плане при выполнении условия последовательная и параллельная схемы замещения источника являются эквивалентными. На практике важное значение имеет согласованный режим работы? когда , при котором нагрузкой от источника потребляется максимальная мощность

. (1.3)