Двополюсні активні елементи електричних кіл

Джерела електричної енергії – це пристрої, якіперетворюють хімічну, механічну та інші види енергії в електричну.

Режим електричного кола задається джерелами електричної енергії. Тобто, залежно від виду ЕРС, генерованої джерелом електричної енергії, в електричному колі будуть виникати або постійні, або синусоїдні чи несинусоїдні струми та напруги.

При теоретичному аналізі режимів електричних та магнітних кіл, реальні елементи замінюються математичними моделями, що відтворюють співвідношення між основними фізичними величинами, які характеризують режим роботи реальних елементів. В теорії електричних кіл моделюють джерела енергії за будь-якої форми збуджуючого сигналу.

Будь-яке джерело електричної енергії можна подати в задачах аналізу як джерело напруги або як джерело струму.

На рис. 2.18 зображене одноконтурне коло, що складається з послідовно з’єднаних ЕРС E, внутрішного опору та опору навантаження , значення якого можуть змінюватися у широких межах.

Рис. 2.18. Еквівалентна схема джерела енергії з джерелом напруги

Введемо умовні позначення:

Струм, який проходить через елементи електричного кола зображеного на рис. 2.18, визначають за законом Ома:

(2.24)

Напруга на затискачах джерела одночасно є напругою на опорі навантаження. Її можна визначити рівняннями:

– вздовж шляху, який проходить через джерело напруги;

– вздовж шляху, який проходить через опір навантаження.

Параметри джерела енергії можуть бути визначені експериментально за режимами неробочого ходу та короткого замикання або у разі, якщо для джерела такі режими є неприпустими, – за двома робочими режимами.

Примітка:

Режими роботи електротехнічних пристроїв поділяють на робочий та аварійні.

Аварійний режим характеризується змінами величин струмів, напруг та параметрів елементів пристрою, що призводить до його виходу з ладу.

Розрізняють два аварійні режими:

- неробочого ходу, який характеризується розривом у колі й, як наслідок, відсутністю струму;

- короткого замикання, який характеризується шунтуванням перемичкою ділянки кола або елементу, що призводить до виникнення великих струмів.

Розглянемо роботу кола (рис. 2.18) при аварійних режимах:

- у режимі неробочого ходу: ;

- у режимі короткого замикання: .

Внутрішній опір визначається за струмом короткого замикання, як

.

Зауваження. Параметрами джерела енергії не обов'язково мають бути та . Дже­рело можна також характеризувати іншими парами параметрів: та або та .

Розглянемо режим близький до режиму неробочого ходу: .

Для будь-якого режиму справедливим є:

. (2.25)

Оскільки , то можемо знехтувати складовою , тоді .

У разі зміни опору навантаження та струму в широких межах напруга джерела енергії практично не змінюється. У таких режимах джерело енер­гії зручно розглядати як джерело напруги (джерело ЕРС).

Дата добавления: 2014-10-23