Zunanje značilnosti vira EMF
Zunanja karakteristika odraža odvisnost napetosti priključka vira od velikosti obremenitve - tok vira, ki ga daje obremenitev. Napetost priključka vira je manjša od EMF za količino padca napetosti notranji upor vira (1):
Ta enačba ustreza zunanji karakteristiki vira EMF (slika 1). zgrajena na dveh točkah:
1) pri I = 0 E = U;
2) pri U = 0 E = R0I.
Očitno je, da višja kot je napetost na sponkah vira EMF, manjši je njegov notranji upor.
V idealnem viru EMF je R0 = 0, U = E (napetost ni odvisna od velikosti obremenitve). Vendar pa pri analizi in izračunu vezja ni vedno priročno predstavljati vira električne energije kot vira EMF. Če notranji upor vira znatno presega zunanji upor vezja, kar se na primer pojavlja v elektroniki, potem dobimo, da je tok v vezju I = U / (R + R0) in pri R0 >> R praktično ni odvisen od obremenitvenega upora. V tem primeru je vir energije predstavljen kot vir toka.
sl. 1.
Enačbo (1) delimo z R0 (2):
Enačba (2) ustreza ekvivalentnemu vezju, prikazanemu na sl. 2. Tukaj Ib = U / R0 in Ik = E / R0, I = Ik — Ib potem (3)
Za idealen vir toka je Rc = ∞. Tokovno-napetostne karakteristike realnih in idealnih tokovnih virov so prikazane na sl. 3.
riž. 2
riž. 3
Kadar ni jasne razlike med vrednostma R in R0, se lahko kot izračunani ekvivalent vira energije uporabi vir EMF ali tokovni vir. V slednjem primeru se za določitev padca napetosti uporabi izraz (3).
Načini delovanja vira
Vir lahko deluje v naslednjih načinih:
1. Nazivni način je način delovanja, za katerega je proizvajalec projektiral vir. Za ta način sta nazivni tok Inom in nazivna napetost Unom ali moč Pnom navedena v potnem listu vira.
2. Način mirovanja. V tem načinu je zunanje vezje odklopljeno od vira, tok vira je I = 0, zato je napetost na sponki vira napetost odprtega vezja Uxx = E — glejte enačbo (1).
3. Način kratkega stika. Upor vezja zunaj vira je nič. Izvorni tok je omejen le z notranjim uporom. Iz enačbe (1) pri U = 0 dobimo I = Ikz = U / R0. Za zmanjšanje izgub energije v viru EMF mora biti R0 čim manjši, v idealnem viru pa R0 = 0. Glede na to je Ikz >> Inom in za vir nesprejemljiv.
4. Pogodbeni način — to je način, v katerem se največja moč prenaša od vira do uporabnika. To moč lahko določite s parametri vira. Torej, moč, prenesena na breme, P = I2R. P = Pmax pri R = R0.Potem je največja moč, dobavljena uporabniku, Pmax = E2 / 4R0. Učinkovitost vira v načinu skladnosti ne presega 50%. kar izključuje njegovo uporabo v industrijski elektrotehniki. Ustrezen način se uporablja v nizkotokovnih tokokrogih elektronskih naprav.