Джерело електрорушійної сили

Активні елементи електричного кола та їх параметри

До активних елементів електричного кола відносяться джерела електричної енергії.

Принципи роботи джерел електричної енергії різні:

- електроме3ханічні генератори, які перетворюють механічну енергію в електромагнітну;

- електрохімічні джерела (акумуляторні батареї);

- термогенератори, які перетворюють теплову енергію в електромагнітну;

- фотогенератори (фотоелементи),які перетворюють світлову енергію в електромагнітну.

Основною характеристикою джерел електричної енергії є залежність напруги на їх затискачах від струму, який віддається в навантаження, тобто вольт-амперна характеристика (ВАХ) джерела. В загальному випадку ВАХ джерела можуть бути лінійними і нелінійними.

В залежності від області застосування і властивостей джерел, їх прийнято умовно розділяти на джерела електрорушійної сили (ЕРС) і джерела струму.

ЕРС – це скалярна величина, яка характеризує здатність стороннього поля визивати електричний струм.

Джерелом ЕРС називається джерело електричної енергії, яке характеризується ЕРС і внутрішнім електричним опором (Е і R_вт), при цьому R_вт << R_н.

Напрямок ЕРС вказується стрілкою в середині кружка, що вказує на напрямок зростання потенціалу в середині джерела за рахунок сторонніх сил (рис. 1.8).

Під дією ЕРС джерела Е в колі буде протікати електричний струм І, який визве падіння напруги на внутрішньому опорі R_вт:

U_вт= IR_вт.

Тоді напруга на затискачах джерела буде дорівнювати:

U=E - IR_вт (1.1)

Це і є зовнішня характеристика джерела ЕРС.

Звідси: IR_н=E - IR_вт,

або I= – закон Ома для замкнутого нерозгалуженого кола.

Величина струму прямо пропорційна ЕРС джерела і обернено пропорційна повному опору кола.

Повний опір кола R – це сума внутрішнього опору джерела і опору приймача, тобто: R= R_вт + R_н.

При постійних Е і R_в зовнішня характеристика джерела – це пряма лінія, яка проходить через точку Е на осі ординат і точку І_кз на осі абсцис, де І_кз= – струм короткого замикання, коли U = 0 (R =0).

Зобразимо зовнішню характеристику реального джерела ЕРС (рис. 1.9).

Струм короткого замикання, звичайно, в багато разів перевищує дозволений струм джерела, тому такий режим є аварійним

Із виразу (1.1) слідує, що падіння напруги на R_вт приводить до зменшення напруги на приймачі.

При R_вт= 0 напруга на затискачах джерела ЕРС буде постійною і дорівнюватиме ЕРС, тобто не залежить від струму навантаження. Таке джерело ЕРС називається ідеальним.

В режимі, близькому до режиму ідеального джерела ЕРС, працюють джерела енергії, в яких внутрішній опір в багато разів менший опору навантаження, тобто коли R_вт << R_н.

Приклад: – авіаційний акумулятор.

Дата добавления: 2014-01-05