Externe kenmerken van de EMF-bron
Het externe kenmerk weerspiegelt de afhankelijkheid van de bronklemspanning van de omvang van de belasting - de bronstroom die door de belasting wordt gegeven. De spanning van de bronaansluiting is lager dan de EMF door de hoeveelheid spanningsval interne weerstand van de bron (1):
Deze vergelijking komt overeen met het externe kenmerk van de EMF-bron (Fig. 1). gebouwd op twee punten:
1) bij I = 0 E = U;
2) bij U = 0 E = R0I.
Het is duidelijk dat hoe hoger de spanning aan de klemmen van de EMF-bron, hoe lager de interne weerstand.
In een ideale EMF-bron, R0 = 0, U = E (de spanning is niet afhankelijk van de grootte van de belasting). Bij het analyseren en berekenen van een circuit is het echter niet altijd handig om de bron van elektrische energie weer te geven als een bron van EMF. Als de interne weerstand van de bron aanzienlijk groter is dan de externe weerstand van de schakeling, wat bijvoorbeeld voorkomt in elektronica, dan krijgen we dat de stroom in de schakeling I = U / (R + R0) en bij R0 >> R praktisch niet afhankelijk van de belastingsweerstand. In dit geval wordt de energiebron gepresenteerd als een stroombron.
Afb. 1.
We delen vergelijking (1) door R0 (2):
Vergelijking (2) komt overeen met het equivalente circuit getoond in Fig. 2. Hier Ib = U / R0 en Ik = E / R0, I = Ik — Ib dan (3)
Voor een ideale stroombron is Rc = ∞. De stroom-spanningskarakteristieken van echte en ideale stroombronnen worden getoond in Fig. 3.
Rijst. 2
Rijst. 3
Wanneer er geen duidelijk onderscheid is tussen de waarden van R en R0, kan een EMF-bron of een stroombron worden gebruikt als het berekende equivalent van de stroombron. In het laatste geval wordt uitdrukking (3) gebruikt om de spanningsval te bepalen.
Bron bedrijfsmodi
De bron kan in de volgende modi werken:
1. Nominale modus is de werkingsmodus waarvoor de bron door de fabrikant is ontworpen. Voor deze modus worden de nominale stroom Inom en de nominale spanning Unom of het vermogen Pnom aangegeven in het paspoort van de bron.
2. Inactieve modus. In deze modus is het externe circuit losgekoppeld van de bron, de bronstroom is I = 0 en daarom is de bronklemspanning de nullastspanning Uxx = E - zie vergelijking (1).
3. Kortsluitmodus. De weerstand van het circuit buiten de bron is nul. De bronstroom wordt alleen beperkt door de interne weerstand. Uit vergelijking (1) bij U = 0 krijgen we I = Ikz = U / R0. Om energieverliezen in de EMF-bron te verminderen, moet R0 zo klein mogelijk zijn, en in een ideale bron is R0 = 0. Gegeven dit, Ikz >> Inom en is onaanvaardbaar voor de bron.
4. Contractmodus — dit is een modus waarin het maximale vermogen wordt overgedragen van de bron naar de gebruiker. U kunt dit vermogen bepalen via de bronparameters. Dus het vermogen overgedragen aan de belasting, P = I2R. P = Pmax bij R = R0.Het maximale aan de gebruiker geleverde vermogen is dan Pmax = E2 / 4R0. De efficiëntie van de bron in de nalevingsmodus is niet hoger dan 50%. wat het gebruik ervan in de industriële elektrotechniek uitsluit. De overeenkomstige modus wordt gebruikt in laagstroomcircuits van elektronische apparaten.