Característiques externes de la font EMF

La característica externa reflecteix la dependència de la tensió del terminal de la font de la magnitud de la càrrega: el corrent de la font donat per la càrrega. La tensió del terminal de la font és menor que l'EMF per la quantitat de caiguda de tensió resistència interna de la font (1):

Aquesta equació correspon a la característica externa de la font EMF (Fig. 1). construït en dos punts:

1) a I = 0 E = U;

2) a U = 0 E = R0I.

Òbviament, com més gran sigui la tensió als terminals de la font EMF, menor serà la seva resistència interna.

En una font EMF ideal, R0 = 0, U = E (la tensió no depèn de la magnitud de la càrrega). Tanmateix, quan s'analitza i es calcula un circuit, no sempre és convenient representar la font d'energia elèctrica com a font de CEM. Si la resistència interna de la font supera significativament la resistència externa del circuit, que, per exemple, es produeix a l'electrònica, obtenim que el corrent al circuit I = U / (R + R0) i a R0 >> R pràcticament no depèn de la resistència de càrrega. En aquest cas, la font d'energia es presenta com a font de corrent.

Fig. 1.

Dividim l'equació (1) per R0 (2):

L'equació (2) correspon al circuit equivalent que es mostra a la figura. 2. Aquí Ib = U / R0 i Ik = E / R0, I = Ik — Ib aleshores (3)

Per a una font de corrent ideal, Rc = ∞. Les característiques de corrent-tensió de les fonts de corrent reals i ideals es mostren a la Fig. 3.

Arròs. 2

Arròs. 3

Quan no hi ha una distinció clara entre els valors de R i R0, es pot utilitzar una font EMF o una font de corrent com a equivalent calculat de la font d'alimentació. En aquest darrer cas, s'utilitza l'expressió (3) per determinar la caiguda de tensió.

Modes de funcionament de la font

La font pot funcionar en els modes següents:

1. El mode nominal és el mode de funcionament per al qual la font està dissenyada pel fabricant. Per a aquest mode, el corrent nominal Inom i la tensió nominal Unom o la potència Pnom s'indiquen al passaport de la font.

2. Mode inactiu. En aquest mode, el circuit extern es desconnecta de la font, el corrent de la font és I = 0 i, per tant, la tensió del terminal de la font és la tensió del circuit obert Uxx = E - vegeu l'equació (1).

3. Mode de curtcircuit. La resistència del circuit extern a la font és zero. El corrent de la font només està limitat per la seva resistència interna. De l'equació (1) a U = 0 obtenim I = Ikz = U / R0. Per reduir les pèrdues d'energia a la font EMF, R0 hauria de ser el més petit possible, i en una font ideal R0 = 0. Tenint en compte això, Ikz >> Inom i és inacceptable per a la font.

4. Mode de contracte: aquest és un mode en què la potència màxima es transmet des de la font a l'usuari. Podeu determinar aquesta potència mitjançant els paràmetres de la font. Per tant, la potència transferida a la càrrega, P = I2R. P = Pmax a R = R0.Aleshores, la potència màxima lliurada a l'usuari és Pmax = E2 / 4R0. L'eficiència de la font en mode de compliment no supera el 50%. que exclou el seu ús en enginyeria elèctrica industrial. El mode corresponent s'utilitza en circuits de baixa intensitat de dispositius electrònics.