Circuits elèctrics amb corrent continu
En un únic circuit Un circuit elèctric amb un FEM de corrent continu dirigit dins de la font d'energia elèctrica des del pol negatiu al positiu excita un corrent I de la mateixa direcció, que ve determinat per Llei d'Ohm per a tota la cadena:
I = E / (R + Rdimarts),
on R és la resistència del circuit extern format pel receptor i els cables de connexió, RW és la resistència del circuit intern que inclou la font d'energia elèctrica.
Si les resistències de tots els elements del circuit elèctric no depenen del valor i la direcció del corrent i de l'EMF, aleshores, així com el propi circuit, s'anomenen lineals.
En un circuit elèctric de corrent continu lineal d'un sol bucle amb una única font d'energia elèctrica, el corrent és directament proporcional a l'EMF i inversament proporcional a la resistència total del circuit.
Arròs. 1. Esquema d'un circuit elèctric d'un sol circuit amb corrent continu
De la fórmula anterior es dedueix que E — RwI = RI, on I = (E — PvI) / R o I = U / R, on U = E — RwI és la tensió de la font d'energia elèctrica, que es dirigeix des de del pol positiu al pol negatiu.
Expressió I = U / R és Llei d'Ohm per a una secció d'un circuit, als borns als quals s'aplica una tensió U, coincidint en sentit amb el corrent I al mateix lloc.
Tensió davant corrent U(I) a E = const i RW = const s'anomena característica externa o volt-ampere d'una font lineal d'energia elèctrica (Fig. 2), segons la qual és possible que qualsevol corrent I determini la la tensió corresponent U i d'acord amb les fórmules que es donen a continuació, calculeu la potència del receptor d'energia elèctrica:
P2 = RI2 = E2R / (R + Rdimarts)2,
font d'energia elèctrica:
P1 = (R + Rdimarts) Az2 = E2 / (R + Rdimarts)
i l'eficiència de la instal·lació en circuits de corrent continu:
η = P2 / P1 = R / (R + Rwt) = 1 / (1 + RWt / R)
Arròs. 2. Característica externa (volt-ampere) de la font d'energia elèctrica
El punt X de la característica corrent-tensió de la font d'energia elèctrica correspon al mode inactiu (x.x.) En un circuit obert, quan el corrent Azx = 0 i la tensió Ux = E.
El punt H determina el mode nominal si la tensió i el corrent corresponen als seus valors nominals Unom i Aznom, indicats en el passaport de la font d'energia elèctrica.
El punt K caracteritza el mode de curtcircuit (curtcircuit), que es produeix quan els terminals de la font d'energia elèctrica estan connectats entre si, en el qual la resistència externa R = 0. En aquest cas, es produeix un corrent de curtcircuit Azk = E / Rwatt, que és vegades superior al corrent nominal Aznom a causa del fet que resistència interna de la font energia elèctrica Rw <R.En aquest mode, la tensió als terminals de la font d'energia elèctrica Uk = 0.
El punt C correspon al mode coincident on la resistència del circuit extern R és igual a la resistència de la font d'energia elèctrica Rwatt objectiu interna. En aquest mode, hi ha un corrent Ic = E / 2R, la potència del circuit extern correspon a la potència més alta P2max = E2 / 4RW i l'eficiència (eficiència) de la instal·lació ηc = 0,5.
Règim de contracte on:
P2 / P2max = 4R2 / (R + Rtu)2 = 1 i Ic = E / 2R = I
Arròs. 3. Gràfics de les dependències de la potència relativa del receptor d'energia elèctrica i l'eficiència de la instal·lació sobre la resistència relativa del receptor
A les centrals elèctriques, els modes dels circuits elèctrics difereixen significativament del mode coordinat i es caracteritzen per corrents I << Ic a causa de les resistències dels receptors R Rvat, com a resultat de la qual cosa el funcionament d'aquests sistemes es desenvolupa amb una alta eficiència.
L'estudi dels fenòmens en circuits elèctrics es simplifica substituint-los per circuits equivalents: models matemàtics amb elements ideals, cadascun dels quals es caracteritza per un i els paràmetres extrets dels paràmetres dels elements escombrats. Aquests diagrames reflecteixen plenament les propietats dels circuits elèctrics i, si es compleixen determinades condicions, faciliten l'anàlisi de l'estat elèctric dels circuits elèctrics.
En circuits equivalents amb elements actius, s'utilitzen una font EMF ideal i una font de corrent ideal.
Una font EMF ideal caracteritzada per una EMF constant, E, i una resistència interna igual a zero, com a resultat de la qual el corrent d'aquesta font està determinat per la resistència dels receptors connectats, i un curtcircuit provoca corrent i potència teòricament. tendeix a un valor infinitament gran.
A una font d'alimentació ideal se li assigna una resistència interna que tendeix a un valor infinitament gran i un corrent constant Azdo independentment de la tensió als seus terminals, igual al corrent de curtcircuit, com a resultat de la qual cosa un augment il·limitat de la càrrega connectada a la La font va acompanyada d'un augment teòricament il·limitat de tensió i potència.
Arròs. 4. Circuits de seguretat per a un circuit elèctric amb una font real d'energia elèctrica i una resistència, a - amb una font ideal de CEM, b - amb una font ideal de corrent.
Les fonts reals d'energia elèctrica amb EMF E, resistència interna Rvn i corrent de curtcircuit Ic es poden representar mitjançant circuits equivalents que incloguin una font de fem ideal o una font de corrent ideal, respectivament, amb elements resistius connectats en sèrie i en paral·lel, que caracteritzen els paràmetres interns d'una font real i limitant la potència dels receptors connectats (Fig. 4, a, b).
Les fonts reals d'energia elèctrica operen en règims propers al règim de les fonts EMF ideals, si la resistència dels receptors és gran en comparació amb la resistència interna de les fonts reals, és a dir, quan es troben en règims propers al mode inactiu.
En els casos en què els modes de funcionament són propers al mode curtcircuit, les fonts reals s'apropen a fonts de corrent ideals perquè la resistència dels receptors és petita en comparació amb la resistència interna de les fonts reals.
