Bronnen van EMF en stroom: belangrijkste kenmerken en verschillen

Elektrotechniek relateert de aard van elektriciteit aan de structuur van materie en verklaart deze door de beweging van vrij geladen deeltjes onder invloed van een energieveld.

Om elektrische stroom door het circuit te laten stromen en te laten werken, moet er een energiebron zijn die in elektriciteit kan worden omgezet:

• mechanische rotatie-energie van generatorrotoren;

• het verloop van chemische processen of reacties in galvanische apparaten en batterijen;

• warmte in thermostaten;

• magnetische velden in magnetohydrodynamische generatoren;

• lichtenergie in fotocellen.

Ze hebben allemaal verschillende kenmerken. Om hun parameters te classificeren en te beschrijven, wordt een voorwaardelijke theoretische verdeling van bronnen aangenomen:

• huidig;

• EMV.

Elektrische stroom in een metalen geleider

Definitie stroomsterkte en de elektromotorische kracht in de 18e eeuw werd gegeven door beroemde natuurkundigen uit die tijd.

Bron van EMV

Een ideale bron wordt als bipolair beschouwd, aan de uiteinden waarvan de elektromotorische kracht (en spanning) altijd op een constante waarde wordt gehouden.Dit wordt niet beïnvloed door netwerkbelasting en interne weerstand bij de bron is nul.

In de diagrammen wordt dit meestal aangegeven door een cirkel met de letter «E» en een pijl erin, die de positieve richting van de EMF aangeeft (in de richting van het vergroten van het interne potentieel van de bron).

Aanduidingsschema's en stroom-spanningskarakteristieken van EMF-bronnen

Theoretisch is de spanning aan de klemmen van een ideale bron niet afhankelijk van de grootte van de belastingsstroom en is deze een constante waarde. Dit is echter een voorwaardelijke abstractie die in de praktijk niet kan worden toegepast. Voor een echte bron, als de belastingsstroom toeneemt, neemt de waarde van de klemspanning altijd af.

De grafiek laat zien dat de EMF E bestaat uit de som van de spanningsval over de interne weerstand van de bron en de belasting.

In feite werken verschillende chemische en galvanische cellen, accu's en elektrische netwerken als spanningsbronnen. Ze zijn onderverdeeld in bronnen:

• DC- en AC-spanning;

• gecontroleerd door spanning of stroom.

Actuele bronnen

Ze worden apparaten met twee aansluitingen genoemd, die een stroom creëren die strikt constant is en op geen enkele manier afhankelijk is van de weerstandswaarde van de aangesloten belasting, en de interne weerstand benadert oneindig. Ook dit is een theoretische aanname die in de praktijk niet haalbaar is.

Aanduidingsschema's en stroomspanningskarakteristieken van de stroombron

Voor een ideale stroombron zijn de klemspanning en het vermogen alleen afhankelijk van de weerstand van het aangesloten externe circuit. Bovendien nemen ze met toenemende weerstand toe.

De werkelijke stroombron wijkt af van de ideale waarde van de interne weerstand.

Voorbeelden van een stroombron zijn:

• Secundaire wikkelingen van stroomtransformatoren aangesloten op het primaire belastingscircuit met een eigen voedingswikkeling. Alle secundaire circuits werken in betrouwbare verbindingsmodus. Je kunt ze niet openen - anders zijn er spanningspieken in het circuit.

• Inductoren, waar de stroom enige tijd doorheen is gegaan nadat de stroom uit het circuit is gehaald. Door snel uitschakelen van de inductieve belasting (plotselinge weerstandsverhoging) kan de spleet breken.

• Stroomgenerator gemonteerd op bipolaire transistors, bestuurd door spanning of stroom.

In verschillende literatuur kunnen stroom- en spanningsbronnen verschillend worden aangeduid.

Soorten aanduidingen voor stroom- en spanningsbronnen op diagrammen

Lees ook over dit onderwerp: Externe kenmerken van de EMF-bron