ลักษณะภายนอกของแหล่ง EMF

ลักษณะภายนอกสะท้อนถึงการพึ่งพาของแรงดันเทอร์มินอลต้นทางกับขนาดของโหลด — กระแสของแหล่งจ่ายที่กำหนดโดยโหลด แรงดันขั้วต่อต้นทางน้อยกว่า EMF ตามจำนวนแรงดันตก ความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด (1):

สมการนี้สอดคล้องกับคุณลักษณะภายนอกของแหล่ง EMF (รูปที่ 1) สร้างขึ้นจากสองจุด:

1) ที่ I = 0 E = U;

2) ที่ U = 0 E = R0I

เห็นได้ชัดว่ายิ่งแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่ง EMF สูงขึ้น ความต้านทานภายในก็จะยิ่งลดลง

ในแหล่ง EMF ในอุดมคติ R0 = 0, U = E (แรงดันไฟฟ้าไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของโหลด) อย่างไรก็ตาม เมื่อวิเคราะห์และคำนวณวงจร การแสดงแหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าเป็นแหล่งของ EMF นั้นไม่สะดวกเสมอไป หากความต้านทานภายในของแหล่งที่มาสูงเกินความต้านทานภายนอกของวงจรอย่างมาก ซึ่งเช่น เกิดขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เราจะได้กระแสในวงจร I = U / (R + R0) และที่ R0 >> R ในทางปฏิบัติ ไม่ขึ้นอยู่กับความต้านทานโหลด ในกรณีนี้ แหล่งพลังงานจะแสดงเป็นแหล่งกำเนิดปัจจุบัน

รูปที่. 1.

เราหารสมการ (1) ด้วย R0 (2):

สมการ (2) สอดคล้องกับวงจรสมมูลที่แสดงในรูปที่ 2. ที่นี่ Ib = U / R0 และ Ik = E / R0, I = Ik — Ib แล้ว (3)

สำหรับแหล่งกระแสในอุดมคติ Rc = ∞ ลักษณะเฉพาะของกระแส-แรงดันของแหล่งจ่ายกระแสจริงและในอุดมคติแสดงไว้ในรูปที่ 3.

ข้าว. 2

ข้าว. 3

เมื่อไม่มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างค่าของ R และ R0 สามารถใช้แหล่ง EMF หรือแหล่งพลังงานปัจจุบันเป็นค่าเทียบเท่าที่คำนวณได้ของแหล่งพลังงาน ในกรณีหลังจะใช้นิพจน์ (3) เพื่อกำหนดแรงดันตก

โหมดการทำงานของต้นทาง

แหล่งที่มาสามารถทำงานได้ในโหมดต่อไปนี้:

1. โหมดจัดอันดับคือโหมดการทำงานที่ผู้ผลิตออกแบบแหล่งที่มา สำหรับโหมดนี้ Inom ปัจจุบันที่ระบุและแรงดันไฟฟ้า Unom หรือ Power Pnom จะระบุไว้ในหนังสือเดินทางของแหล่งที่มา

2. โหมดว่าง ในโหมดนี้ วงจรภายนอกจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่าย กระแสของแหล่งจ่ายคือ I = 0 ดังนั้นแรงดันของขั้วต่อต้นทางจึงเป็นแรงดันวงจรเปิด Uxx = E — ดูสมการ (1)

3. โหมดลัดวงจร ความต้านทานของวงจรภายนอกแหล่งจ่ายเป็นศูนย์ กระแสไฟต้นทางถูกจำกัดด้วยความต้านทานภายในเท่านั้น จากสมการ (1) ที่ U = 0 เราได้ I = Ikz = U / R0 เพื่อลดการสูญเสียพลังงานในแหล่ง EMF R0 ควรมีค่าน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และในแหล่งที่เหมาะสม R0 = 0 ด้วยเหตุนี้ Ikz >> Inom จึงเป็นที่ยอมรับไม่ได้สำหรับแหล่งที่มา

4. โหมดสัญญา — นี่คือโหมดที่พลังงานสูงสุดถูกส่งจากแหล่งไปยังผู้ใช้ คุณสามารถกำหนดพลังงานนี้ผ่านพารามิเตอร์ต้นทาง ดังนั้น พลังงานที่ถ่ายโอนไปยังโหลด P = I2R P = Pสูงสุดที่ R = R0จากนั้นกำลังไฟสูงสุดที่ส่งถึงผู้ใช้คือ Pmax = E2 / 4R0 ประสิทธิภาพของแหล่งที่มาในโหมดการปฏิบัติตามข้อกำหนดไม่เกิน 50% ซึ่งไม่รวมการใช้งานในวิศวกรรมไฟฟ้าอุตสาหการ โหมดที่เกี่ยวข้องใช้ในวงจรกระแสต่ำของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์