Зовнішня характеристика джерела ЕРС
Зовнішня характеристика відображає залежність напруги на затискачах джерела від величини навантаження – струму джерела, заданого навантаженням. Напруга на затискачах джерела менше ЕРС на величину падіння напруги на внутрішньому опорі джерела (1):
Цьому рівнянню відповідає зовнішня характеристика джерела ЕРС (рис. 1). побудована за двома точками:
1) при I = 0 E = U;
2) при U = 0 E = R0I.
Очевидно, що напруга на затискачах джерела ЕРС тим більше, чим менше його внутрішній опір.
В ідеальному джерелі ЕРС R0 = 0, U = E (напруга не залежить від величини навантаження). Однак не завжди при аналізі і розрахунку ланцюга джерело електричної енергії зручно представляти як джерело ЕРС. Якщо внутрішній опір джерела значно перевищує зовнішнє опір ланцюга, що, наприклад, має місце в електроніці, то отримаємо, що струм в ланцюзі I = U / (R + R0) і при R0 >> R практично не залежить від опору навантаження. У цьому випадку джерело енергії представляють як джерело струму.
Коли немає чіткого розмежування величин R і R0, як розрахунковий еквівалента джерела енергії можна використовувати або джерело ЕРС, або джерело струму. В останньому, випадку для визначення падіння напруги використовують вираз (3).
Режими роботи джерела
Джерело може працювати в наступних режимах:
1. Номінальний режим – це режим роботи, на який розрахований джерело заводом-виробником. Для даного режиму в паспорті джерела вказують номінальні струм Iном і номінальну напругу Uном або потужність Pном.
2. Режим холостого ходу. В цьому режимі зовнішня ланцюг відключений від джерела, ток джерела I = 0 і, отже, напруга на затискачах джерела – напруга холостого ходу Uхх = Е – см. Рівняння (1).
3. Режим короткого замикання. Опір зовнішньої по відношенню до джерела ланцюга дорівнює нулю. Струм джерела обмежується тільки його внутрішнім опором. З рівняння (1) при U = 0 отримуємо I = Iкз = U / R0. Для зменшення втрат енергії в джерелі ЕРС R0 має бути якомога меншою, а в ідеальному джерелі R0 = 0. З урахуванням цього Iкз >> Iном і є неприпустимим для джерела.
4. Узгоджений режим – це режим, при якому від джерела до споживача передається максимальна потужність. Визначити цю потужність можна через параметри джерела. Так, потужність, передана в навантаження, Р = I2R. P = Pmax при R = R0. Тоді максимальна потужність, передана споживачу, Pmax = E2 / 4R0. ККД джерела в узгодженому режимі не перевищує 50%. що виключає його застосування в промисловій електротехніці. Погоджений режим використовується в слабкострумових ланцюгах електронних пристроїв.
Related posts:
- Вибір джерела струму по потужності навантаження Правильне розуміння Закону Ома для повного кола дозволяє правильно розрахувати і вибрати джерело струму по навантаженню, а також дозволяє своєчасно виявити дефекти джерел струму. Той джерело струму, який не придатний для низкоомной навантаження, тому як його внутрішній опір в більше або дорівнює опору навантаження, буде цілком придатний в експлуатації для харчування електричного кола з навантаженням […]...
- Втрати на внутрішньому опорі джерела ЕРС Найпростіший приклад ілюструє вплив внутрішнього опору джерела струму – це гальванічні елементи (батареї) і акумулятори. Здатність джерела струму видавати велике значення сили струму безпосередньо залежить від його внутрішнього опору. Чим воно більше, тим менший струм здатний видати джерело ЕРС. Припустимо у нас є акумуляторна батарея на 12 Вольт (В), а в якості навантаження ми застосовуємо […]...
- Теорія електричних ланцюгів Теорією електричних ланцюгів вважається комплекс найбільш загальних закономірностей, що використовується з метою опису процесів в електричних ланцюгах. Теорія електроланок грунтується на двох постулатах: Вихідному припущенні теорії електричних ланцюгів (має на увазі, що в будь-яких електротехнічних пристроях всі процеси можна описати такими поняттями, як “напруга” і “струм”); Вихідне припущення теорії електроланок (передбачає, що сила струму в […]...
- Опір в електричному ланцюзі Електричний опір є визначальною величиною для сили струму, поточного при заданій напрузі по ланцюгу. Під електричним опором R розуміється відношення напруги, що виникла на кінцях провідника, до сили струму, який тече по провіднику. R = U/I, Де R – електричний опір провідника; U – напруга; I – сила струму. При розрахунках напружень і струмів через […]...
- Напруга електричного струму і вольтметр Електричний струм – це електрони, які проходять через провідник і несуть в собі негативний заряд. Обсяг цього заряду або, іншими словами, кількість електрики характеризує силу струму. Ми знаємо, що сила струму однакова у всіх місцях ланцюга. Електрони не можуть зникати або “зістрибувати” з проводів і навантаження. Тому, силу струму ми можемо виміряти в будь-якому місці […]...
- Режим роботи електричного кола постійного струму Для електричного кола найбільш характерними є режими навантажувальний, холостого ходу і короткого замикання. Навантажувальний режим. Розглянемо роботу електричного кола при підключенні до джерела будь-якого приймача з опором R (резистора, електричної лампи і т. П.). На підставі закону Ома е. д. з. джерела дорівнює сумі напруг IR на зовнішній ділянці ланцюга і IR0 на внутрішньому опорі […]...
- Прямий і зворотний струми. Вольт-амперна характеристика Позначимо φr власну контактну різницю потенціалів збідненого шару. Якщо до р – n підключити джерело напруги U, то різниця потенціалів на межах контактного шару кристалів n – і р-типів зміниться. Включення p – n-переходу в електричний ланцюг, коли плюс джерела приєднаний до області p, а мінус – до області n, називається прямим. Різниця потенціалів контактного […]...
- Потужність резистора Потужність резистора – важливий параметр в характеристиці резистора, який необхідно враховувати, тому що електроенергія перетворюється в тепло коли електричний струм протікає через резистор. Зазвичай ефект незначний, але якщо опір виявиться нижче ніж треба (або до резистору буде докладено напруга вище покладеного), то резистор може перегрітися і вийти з ладу (перегоріти). Щоб протистояти нагріванню існує поняття […]...
- Електрорушійна сила (ЕРС) і внутрішній опір джерела Ми прийшли до висновку, що для підтримки постійного струму в замкнутій ланцюга, в неї необхідно включити джерело струму. Підкреслимо, що завдання джерела полягає не в тому, щоб поставляти заряди в електричний ланцюг (в провідниках цих зарядів достатньо), а в тому, щоб змушувати їх рухатися, робити роботу по переміщенню зарядів проти сил електричного поля. Основний характеристики […]...
- Напруга. Визначення напруги Напруга, цим терміном позначають різницю електричних потенціалів між двома точками електричного кола. Деякі неправильно вважають, що напруга – це щось таке, що рухається в ланцюзі. Але це не так. Напруга – це та сила, під дією якої в електричному ланцюзі рухаються електричні заряди, тобто протікає електричний струм. Напругу можна порівняти з ударом ключки по шайбі. […]...
- Закон Ома – реферат Закон Ома для електричного кола. Згідно з цим законом сила струму I в електричному ланцюзі дорівнює е. д. с. Е джерела, поділеної на опір ланцюга Rц, т. Е. I = E / Rц (7) Повний опір замкнутого електричного кола (рис. 13) можна представити у вигляді суми опору зовнішнього ланцюга R (наприклад, якого-небудь приймача електричної енергії) […]...
- Магнітний пускач Магнітні пускачі за своєю конструкцією та принципом дії є електромагнітними реле. Характерною їх особливістю є можливість комутувати великі струми, тому пускачі використовуються спільно з пристроями, що мають значну потужність, наприклад електродвигунами. Схеми підключення магнітних пускачів для управління електродвигуном наведені на цій сторінці. Крім основних керуючих контактів (головного ланцюга) пускачі можуть мати вбудовані теплові реле, додаткові […]...
- Електричний опір – коротко Було відмічено, що напруга пропорційно силі струму. Даним коефіцієнтом пропорційності прийнято вважати величину 1/R. Фізична величина, що знаходиться в знаменнику дробу, називається опором і вимірюється в Омах (Ом). Опір є аналогом сили тертя в динаміці. Дана фізична величина перешкоджає пересуванню струму по провіднику. Хотілося б відзначити, що струм, будучи “ледачим”, прагне до меншого опору. Саме […]...
- Закон Ома для повного кола струму Закон Ома є формулою, яка наочно демонструє залежність головних характеристик електричного кола: Електричного струму (потоку заряджених частинок); Напруги (електрорушійної сили); Опору (протидія потоку електронів). Що б кращого усвідомити закону Ома, для початку слід визначитися з таким поняттям як електричний ланцюг. Говорячи спрощено, будь-який електричний ланцюг – це шлях в електричній схемі, по якому проходять електричні […]...
- Розрахунок резистора для світлодіода Розрахунок резистора для світлодіода – дуже важливий момент перед підключенням світлодіода до джерела живлення. Адже від цього залежить те, як буде працювати світлодіод. Якщо резистор матиме занадто маленький опір, то світлодіод може вийти з ладу (перегоріти), а якщо опір буде занадто велике, то світлодіод буде випромінювати світло слабо. Розрахунок резистора для світлодіода проводиться за такою […]...
- Еквівалентний генератор струму Любий генератор завжди характеризується електрорушійної силою Е і внутрішнім опором Ri. Він створює певну ЕРС, яка не залежить від опору навантаження. Тому такий генератор і називають генератором ЕРС. Іноді його подають як деякого ідеального генератора ЕРС, що не має внутрішнього опору, і включають в ланцюг послідовно з резистором, опір якого дорівнює Ri. У деяких випадках […]...
- Джерела електричних сигналів Різність потенціалів двох різних точок називається електричною напругою, яке для стислості називають просто “напругою”, оскільки теорія електричних ланцюгів вивчає в основному електричні явища або процеси. Отже, якщо деяким чином створити дві області, потенціали яких відрізняються один від одного, то між ними з’явиться напруга U = φ1 – φ2, де φ1 і φ2 – потенціали областей […]...
- Послідовне з’єднання провідників Електричні ланцюги, з якими доводиться мати справу на практиці, звичайно складаються не з одного приймача електричного струму, а з кількох різних, які можуть бути з’єднані між собою по-різному. Знаючи опір кожного і спосіб їх з’єднання, можна розрахувати загальний опір кола. На малюнку 78, а зображено ланцюг послідовного з’єднання двох електричних ламп, а на малюнку 78, […]...
- Послідовне, паралельне і змішане з’єднання резисторів Значне число приймачів, включених в електричний ланцюг (електричні лампи, електронагрівальні прилади та ін.), можна розглядати як деякі елементи, які мають певний опір. Ця обставина дає нам можливість при складанні та вивченні електричних схем замінювати конкретні приймачі резисторами з певними опорами. Розрізняють такі способи з’єднання резисторів (приймачів електричної енергії): Послідовне; Паралельне; Змішане. Послідовне з’єднання резисторів При […]...
- Активний опір Розглянемо наступну ланцюг. Він складається з джерела змінної напруги, з’єднувальних проводів і деякої навантаження. Причому індуктивність навантаження дуже мала, а опір R дуже велике. Це навантаження ми раніше називали опором. Тепер будемо називати її активним опором. Активний опір Опір R називають активним, тому що якщо в ланцюзі буде навантаження з таким опором, ланцюг буде поглинати […]...
- Активна і реактивна потужність – доповідь Активна потужність Існують споживачі електроенергії, у яких повна і активна потужності збігаються. Це споживачі, у яких навантаження представлена активними опорами (резисторами). Серед побутових електроприладів прикладами подібної навантаження є лампи розжарювання, електроплити, жарочні шафи і духовки, обігрівачі, праски, паяльники та ін. Зазначена у цих приладів в паспорті, одночасно є активна і реактивна потужність. Це той випадок, […]...
- Як працює трансформатор? Використовувана людиною електрична енергія в основному виробляється на великих електростанціях. Ці підприємства передають електрику на районні підстанції, які потім розподіляють його по споживачам. Так як лінії електропередач мають електричним опором, частина енергії електричного струму втрачається, перетворюючись на теплоту. Постійний струм (DC) тече в одному напрямку; змінний струм (АС) періодично змінює свій напрямок. Спочатку для електропостачання […]...
- Індуктивний опір До джерела змінного струму підключена котушка індуктивності. Активний опір, що виникає в сполучних проводах і в обмотці котушки, нехтує мало. Тому вважаємо його рівним нулю і не будемо враховувати. ЕРС самоіндукції Розберемося, як будуть взаємопов’язані напруга на кінцях котушки з ЕРС самоіндукції виникаючої в ній. Через котушку проходитиме змінний струм, що породжуватиме змінним магнітним полем. […]...
- Вибір реле Вибір реле – дуже відповідальна справа і підходити до нього треба з розумом. Вибираючи реле необхідно врахувати кілька особливостей. Фізичний розмір реле і розташування контактів. Якщо ви вибираєте реле під існуючу друковану плату, ви повинні переконатися що її розмір і розташування висновків збігаються з тим, що не платі. Необхідно знайти цю інформацію у відповідній технічній […]...
- Послідовне і паралельне з’єднання Якщо нам треба, щоб електроприлад працював, ми повинні підключити його до джерела струму. При цьому струм повинен проходити через прилад і повертатися знову до джерела, тобто ланцюг повинен бути замкнутим. Але підключення кожного приладу до окремого джерела здійсненно, в основному, в лабораторних умовах. У житті ж доводиться мати справу з обмеженою кількістю джерел і досить […]...
- Характеристики струму Для порівняльної оцінки всіляких змінних струмів застосовують критерії, іменовані параметрами змінного струму, серед яких: Період; Амплітуда; Частота; Кругова частота. Період – відрізок часів, коли проводиться закінчений цикл зміни струму. Амплітудою називають максимальне значення. Частотою змінного струму назвали кількість закінчених періодів за 1 сек. Перераховані вище параметри дають можливість відрізняти різні види змінних струмів, напруг і […]...
- Перехідні процеси в ланцюгах змінного струму Сталі режими роботи електричних ланцюгів – режими, в яких в ланцюзі незмінні параметри: напруга, струм, опору і т. д. Якщо після настання встановленого режиму зміниться напруга, то зміниться і струм. Перехід від одного сталого режиму до іншого відбувається не миттєво, а протягом деякого часу (рисунок 1). Процеси, що виникають в ланцюгах при переході від одного […]...
- Умножитель напруги Умножитель напруги буде простіше зрозуміти, якщо почати зі звичайного однополупериодного випрямляча. У цьому випрямлячі, як зазвичай, напруга на виході більше діючого значення змінної напруги на вході (виході вторинної обмотки трансформатора) в √2 раз. Вихідна напруга, як правило, зменшується з ростом струму навантаження. Для пояснення цього факту найкраще скористатися поняттям “постійної часу”, яке описує швидкість заряду […]...
- Що таке змінний струм Змінний струм – це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються в електричному ланцюзі джерелом змінного (найчастіше синусоїдального) напруги. Змінний струм присутній скрізь. Він тече по проводах наших квартир, в промислових електромережах, у високовольтних лініях електропередач. І якщо вам потрібен постійний струм, щоб зарядити акумулятор телефону або ноутбука, ви використовуєте спеціальний адаптер, випрямляючий змінний струм з розетки. […]...
- Конденсатор в колі змінного струму Постійний струм через конденсатор НЕ тече – для постійного струму конденсатор є розривом ланцюга. Однак змінному струму конденсатор не перешкода! Протікання змінного струму через конденсатор забезпечується періодичною зміною заряду на його пластинах. Ємкісне опір обернено пропорційно циклічної частоті коливань напруги (струму) і ємності конденсатора. Спробуємо зрозуміти фізичну причину такої залежності. 1. Чим більше частота коливань […]...
- Активний і пасивний електричний ланцюг Елементи електроланок можуть бути з’єднані в схемах за рахунок різних способів. Для кожного з них існують деякі закономірності, встановлені такими вченими, як Ом і Кірхгоф. Графічне зображення реальної електричного кола умовними символами вважається електричною схемою. Вона, в свою чергу, вважається ідеалізованої ланцюгом, що служить в якості розрахункової моделі реальної ланцюга і іноді званої еквівалентної схемою […]...
- Пасивні елементи електричного кола Резистор, індуктивність і ємність є пасивними елементами електричного кола. Резистор r або активний опір ланцюга – це елемент, в якому відбувається розсіювання енергії у вигляді тепла або перетворення електричної енергії в інший вид енергії: світлову, хімічну або механічну. Індуктивність L і ємність C називаються реактивними елементами ланцюга, в них відбуваються накопичення енергії у вигляді магнітного […]...
- Застосування нелінійних елементів Спектр струму нелінійних елементів значно складніше, ніж спектр прикладеної напруги. Це дає можливість, використовуючи ланцюга з нелінійними елементами, здійснити ряд важливих радіотехнічних операцій (генерування електричних коливань, модуляцію, детектування та ін.). Лінійні параметричні системи зазвичай на практиці здійснюються на основі нелінійних елементів. Крім того, нелінійні реактивні елементи можуть бути використані не тільки в істотно нелінійному режимі, […]...
- Передача електричної енергії по проводах Втрата напруги в проводах лінії. Передача електричної енергії від джерела I (рис. 33) до приймача 2 відбувається по проводах, утворюючим електричну лінію. При передачі енергії виникає втрата напруги в проводах лінії ? Uл = IRл (36) Де Rл, – опір проводів лінії. В результаті цього напруга U2 в кінці електричної лінії виявляється менше напруги U1 […]...
- Умова квазістаціонарності У разі змінного струму виникає один тонкий момент. Припустимо, що ланцюг складається з кількох послідовно з’єднаних елементів. Якщо напруга джерела змінюється за синусоїдальним законом, то сила струму не встигає миттєво приймати одне і те ж значення у всій ланцюга – на передачу взаємодій між зарядженими частинками вздовж ланцюга потрібен якийсь час. Тим часом, як і […]...
- Хімічні джерела струму Найширше технічне використання електрохімічні процеси знайшли в хімічні джерела струму – пристроях для безпосереднього перетворення вільної хімічної енергії окисно-відновних процесів в електричну енергію. До хімічних джерел струму відносяться: Всі типи гальванічних елементів (в тому числі і батарейки для кишенькових ліхтариків); Акумулятори; Паливні елементи, в яких електроенергія виходить перетворенням хімічної енергії окислення рідкого або газоподібного палива […]...
- Закон Ома для повного кола Розглянемо докладніше процеси, що протікають в замкнутій ланцюга електричного струму, що містить джерело (дивись малюнок). Всередині джерела під дією сторонніх сил починається розділення зарядів: позитивно заряджені частинки рухаються до позитивного полюса джерела, а негативні частинки до негативного. Розділені заряди створюють всередині джерела електричне поле E⃗ E →, спрямоване від “плюса” до “мінуса”, яке перешкоджає подальшому […]...
- Послідовне з’єднання резисторів При використанні електричного струму застосовуються електричні ланцюги, різні пристрої яких володіють різними електричними властивостями. Розрахунки розподілу струмів і напруг в таких ланцюгах відіграє важливу роль при конструюванні різноманітних приладів, які споживають енергію електричного струму. Реально електричним опором володіють всі провідники, тобто електричний опір розподілено по всій електричного кола. Однак у багатьох випадках зручно подумки зосередити […]...
- Електричний опір – це Електричний струм, проходячи через провідник, відчуває деякий опір. Наприклад, якщо провідником є якийсь провід, то чим більше перетин цього проводу, тим менше електричний опір. Причиною того, що струм зустрічає опір протіканню, є взаємодія електронів з кристалічною решіткою матеріалу, з якого зроблений провідник. Оскільки різні матеріали мають різні кристалічні решітки, то і електричний опір у всіх […]...
- Умови існування електричного струму До цього ми розглядали, що таке струм, і з’ясували, що всі заряди для освіти струму повинні рухатися направлено. Але тепер постає питання, а яким чином має взагалі виникати рух струму? Що пересуває заряди? Щоб заряди переміщалися, необхідно прикласти силу в деякому заданому напрямку. Щоб заряд переміщався по провіднику, в ньому має бути поле, що має […]...