Išorinės EML šaltinio charakteristikos
Išorinė charakteristika atspindi šaltinio gnybtų įtampos priklausomybę nuo apkrovos dydžio – apkrovos suteikiamos šaltinio srovės. Šaltinio gnybtų įtampa yra mažesnė nei EMF pagal įtampos kritimo dydį šaltinio vidinė varža (1):
Ši lygtis atitinka išorinę EML šaltinio charakteristiką (1 pav.). pastatytas ant dviejų taškų:
1) esant I = 0 E = U;
2) esant U = 0 E = R0I.
Akivaizdu, kad kuo didesnė įtampa EMF šaltinio gnybtuose, tuo mažesnė jo vidinė varža.
Idealiame EML šaltinyje R0 = 0, U = E (įtampa nepriklauso nuo apkrovos dydžio). Tačiau analizuojant ir skaičiuojant grandinę ne visada patogu pateikti elektros energijos šaltinį kaip EML šaltinį. Jei šaltinio vidinė varža žymiai viršija išorinę grandinės varžą, kuri, pavyzdžiui, atsiranda elektronikoje, tada gauname, kad srovė grandinėje I = U / (R + R0) ir ties R0 >> R praktiškai nepriklauso nuo apkrovos pasipriešinimo. Šiuo atveju energijos šaltinis pateikiamas kaip srovės šaltinis.
Fig. 1.
Lygtį (1) padaliname iš R0 (2):
(2) lygtis atitinka lygiavertę grandinę, parodytą fig. 2. Čia Ib = U / R0 ir Ik = E / R0, I = Ik - Ib, tada (3)
Idealaus srovės šaltinio atveju Rc = ∞. Realių ir idealių srovės šaltinių srovės-įtampos charakteristikos parodytos fig. 3.
Ryžiai. 2
Ryžiai. 3
Kai nėra aiškaus skirtumo tarp R ir R0 reikšmių, kaip apskaičiuotas energijos šaltinio ekvivalentas gali būti naudojamas EML šaltinis arba srovės šaltinis. Pastaruoju atveju įtampos kritimui nustatyti naudojama išraiška (3).
Šaltinio darbo režimai
Šaltinis gali veikti šiais režimais:
1. Vardinis režimas – tai veikimo režimas, kuriam šaltinį suprojektavo gamintojas. Šiam režimui šaltinio pase nurodoma vardinė srovė Inom ir vardinė įtampa Unom arba galia Pnom.
2. Laukimo režimas. Šiuo režimu išorinė grandinė yra atjungta nuo šaltinio, šaltinio srovė yra I = 0, todėl šaltinio gnybtų įtampa yra atviros grandinės įtampa Uxx = E — žr. (1) lygtį.
3. Trumpojo jungimo režimas. Išorinės grandinės atsparumas šaltiniui yra lygus nuliui. Šaltinio srovę riboja tik jos vidinė varža. Iš (1) lygties, kai U = 0, gauname I = Ikz = U / R0. Siekiant sumažinti energijos nuostolius EML šaltinyje, R0 turėtų būti kuo mažesnis, o idealiame šaltinyje R0 = 0. Atsižvelgiant į tai, Ikz >> Inom ir šaltiniui nepriimtina.
4. Sutartinis režimas – tai režimas, kai iš šaltinio vartotojui perduodama maksimali galia. Šią galią galite nustatyti pagal šaltinio parametrus. Taigi, apkrovai perduota galia, P = I2R. P = Pmax, kai R = R0.Tada maksimali vartotojui tiekiama galia yra Pmax = E2 / 4R0. Šaltinio efektyvumas atitikties režimu neviršija 50%. kuri neapima jo naudojimo pramoninėje elektrotechnikoje. Atitinkamas režimas naudojamas elektroninių prietaisų silpnos srovės grandinėse.