Эквивалентные схемы источника электроэнергии

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ.

Источник электроэнергии развивает э.д.с. E и обладает внутренним сопротивлением r_вн. Эти э.д.с. и сопротивление несколько изменяются в зависимости от силы тока I, отдаваемой источником энергии во внешнюю цепь. Но в большом числе случаев эти изменения относительно малы, что дает возможность пренебрегать ими и считать E и r_вн постоянными, не зависящими от силы тока. На этом основании в расчетных схемах цепей можно изображать реальный источник электроэнергии эквивалентной схемой (рис. А),

рис.А рис.Б

в которой E – источник с постоянной э.д.с., направление ее обозначено стрелкой, помещенной в кружке, а r_вн – его постоянное внутренне сопротивление. Такой источник электроэнергии принято называть источником э.д.с. Напряжение на его зажимах . Во многих случаях падение напряжения внутри источника и, пренебрегая им, можно считать напряжение на зажимах источника энергии U = E = const. Такой источник электроэнергии, напряжение которого не зависит от силы тока, именуется источником напряжения.

Однако, в ряде специальных случаев, в частности, во многих цепях с полупроводниковыми приборами, при работе внутреннее сопротивление источника энергии во много раз больше сопротивления внешней цепи – цепи нагрузки r_н, т.е. r_вн >>r_н. Следовательно, в подобных цепях, для которых выполняются расчеты при нормальных условиях, сила тока, отдаваемая источником,

,

т.е. силе тока короткого замыкания источника. В подобных случаях целесообразно рассматривать источник энергии как источник тока, т.е. считать, что сила тока, отдаваемая таким источником, не зависит от сопротивления цепи, на которую он замкнут, а равна его силе тока короткого замыкания I_к. Изменения сопротивления внешней цепи вызывают лишь изменения напряжения U на зажимах источника тока. От эквивалентной схемы источника э.д.с. можно перейти к эквивалентной схеме источника тока, преобразовав для этого уравнение напряжений в уравнение токов. Согласно эквивалентной схеме э.д.с.

разделив это выражение на внутреннее сопротивление источника, получим:

Последнее выражение можно истолковать следующим образом: сила тока источника I_к складывается из тока I, отдаваемого во внешнюю цепь, и тока I_вн, замыкающегося внутри источника во внутреннем сопротивлении r_вн. Соответствующая эквивалентная схема показана на рис.Б. Источник тока на схемах принято обозначать кружком со стрелкой, рядом с которым поставлена буква I_к (или I).

Дата добавления: 2015-07-02