Na konci vodiče, což znamená, že proud vyžaduje existenci síly třetích stran non-elektrické povahy, s nimiž dochází k oddělení elektrických poplatků.
Síly třetích stran Jakékoli síly působící na elektricky nabité částice v řetězci se nazývají s výjimkou elektrostatického (tj. Coulomb).
Síly třetích stran vedou nabité částice všech zdrojů proudu: v generátorech, na elektrárnách, v elektrolytických prvcích, bateriích atd.
Když je obvod uzavřen, elektrické pole je vytvořeno ve všech pro-vodičkových řetězcích. Uvnitř zdroje proudu se nabíjí poplatky za působení sil třetích stran proti coulombovým silám (elektrony se pohybují z pozitivně nabité elektrody na negativní) a v celém zbývajícím řetězci vedou a pohybují se elektrickým polem (viz Obr. Výše).
V současných zdrojích v procesu práce na separaci nabitých částic je transformace různých typů energie do elektromobilů. Podle typu transformované energie rozlišují následující typy elektromotorického výkonu:
- elektrostatický - v elektroforním stroji, ve kterém transformace mechanické energie během tření do elektrického;
- termoelektrika - v termoelementu - vnitřní energie vyhřívaných lázní dvou vodičů vyrobených z různých kovů se změní na elektrické;
- Photoelectric. - Ve fotobuře. Existuje transformace energie světla do elektrického: Při osvětlení některých látek, například, selenu, oxid měďnatý (I), je pozorován křemík s negativní ztrátou elektrický náboj;
- Chemical. - v elektrolytických prvcích, bateriích atd. Zdroje, ve kterých transformace chemické energie do elektrického.
Elektromotorická síla (EMF) - Charakteristika současných zdrojů. Koncept EMF byl představen G. OM v roce 1827 pro DC obvody. V roce 1857, Kirchhoff definoval EMF jako práci sil třetích stran při přenosu jediného elektrického náboje podél uzavřené smyčky:
ɛ \u003d st / q,
kde ɛ - EMF současného zdroje, A umění - práce síly třetích stran, \\ t q. - počet vysídleného poplatku.
Elektrický výkon vyjádřený ve voltech.
O elektromotorické síly můžete hovořit o jakékoliv části řetězu. Jedná se o specifickou práci síly třetích stran (práce na pohybu jediného poplatku) ne v celém obrysu, ale pouze v této oblasti.
Vnitřní odpor současného zdroje.
Předpokládejme, že je jednoduchý uzavřený obvod sestávající z proudu zdroje (například galvanického prvku, baterie nebo generátoru) a odpor rezistence R.. Proud v uzavřeném řetězci není kdekoli přerušen, proto existuje v rámci současného zdroje. Každý zdroj je určitý proud proudu. Jmenuje se to vnitřní odpor současného zdroje A označuje dopis r..
V generátoru r. - Jedná se o odpor vinutí v elektrolytickém prvku - odolnost roztoku elektrolytu a elektrod.
Současný zdroj je tedy charakterizován hodnotami EDC a vnitřního odporu, který určuje jeho kvalitu. Například elektrostatické stroje mají velmi velký EMF (až desítky tisíc voltů), ale jejich vnitřní odpor je obrovský (až do jednoho roku). Proto jsou nevhodné pro rychlé proudy. V elektrolytických prvcích EMF, pouze přibližně 1 b, ale vnitřní odpor je malý (přibližně 1 ohm a méně). To jim umožňuje přijímat proudy měřené ampérou.
Ohmův zákon pro celý řetězec, definice hodnoty elektrický proud V reálných obvodech, závisí na současném zdroji a od odolnosti proti zatížení. Tento zákon se také nazývá další jméno - zákon OMA pro uzavřené řetězy. Zásada činnosti tohoto zákona je následující.
Jako sám jednoduchý příklad, Elektrická lampa, která je spotřebitelem elektrického proudu, spolu s proudovým zdrojem, není nic jiného než zavřené. Tento elektrický obvod je vizuálně znázorněn na obrázku.
Elektrottock, procházející žárovkou, také prochází samotným proudovým zdrojem. Tak, během průchodu řetězu, proud bude testovat odolnost nejen vodiče, ale také odolnost, přímo, zdroj samotného. Ve zdroji je odpor vytvořen elektrolytu mezi deskami a hraničními vrstvami desek a elektrolytu. Z toho vyplývá, že v uzavřeném řetězci se jeho celkový odpor bude skládat z součtu odolnosti žárovky a současného zdroje.
Vnější a vnitřní odpor
Odolnost proti zatížení tento případ Žárovky připojené k aktuálnímu zdroji se nazývají externí odpor. Přímý odpor současného zdroje se nazývá vnitřní odpor. Pro vizuální obraz procesu musí být zadány všechny hodnoty. I -, R - externí odolnost, R - vnitřní odpor. Když IN. elektrický řetěz Proudové toky, aby se ho udržovala, musí být potenciální rozdíl přítomen mezi konce externího řetězce, který má hodnotu IHR. Ve vnitřním okruhu je však pozorován proud proudu. Aby se zachovala elektrické tahy ve vnitřním okruhu, je také nutný rozdíl v potenciálech na koncích rezistence R. Hodnota tohoto potenciálního rozdílu je IHR.
Akumulátor elektromotorický výkon
Baterie musí mít další hodnotu elektromotorické síly schopné udržovat požadovaný proud v řetězci: E \u003d IHR + IHR. Je vidět ze vzorce, že elektromotorický výkon baterie je množství vnějšího a vnitřního. Hodnota proudu musí být vyřazena z držáků: E \u003d I (R + R). V opačném případě můžete odeslat: i \u003d e / (r + r). Dva poslední vzorce jsou vyjádřeny zákonem o OHM pro celkový řetězec, jehož definice zní následovně: V uzavřeném okruhu je proudová pevnost přímo úměrná elektromotorické pevnosti a je nepřímo úměrná součtu odporu řetěz.
8.5. Tepelný účinek proudu
8.5.1. Zdroj proudu napájení
Kompletní napájení napájení:
P plné \u003d p užitečné + p ztráta,
kde p je užitečný - užitečný výkon, p je užitečný \u003d i 2 r; P Ztráta - ztráta napájení, P Ztráta \u003d I 2 R; I - síla proudu v řetězci; R - Odolnost proti zatížení (externí řetězec); R je vnitřní odpor současného zdroje.
Kompletní napájení lze vypočítat jeden ze tří vzorců:
P plné \u003d I 2 (R + R), P Full \u003d ℰ 2 R + R, P Full \u003d i ℰ,
kde ℰ je elektromotorická síla (EMF) proudového zdroje.
Užitečné výkon - Jedná se o moc, která je zvýrazněna v externím řetězci, tj. Na zatížení (odpor) a lze použít pro některé účely.
Užitečné napájení lze vypočítat jeden ze tří vzorců:
P Užitečné \u003d I 2 R, P je užitečný \u003d U 2 R, P je užitečný \u003d IU,
kde jsem proud v řetězci; U - napětí na terminálech (klipy) proudového zdroje; R - odolnost proti zatížení (externí řetězec).
Ztrátový výkon je napájení, které je přiděleno v současném zdroji, tj. ve vnitřním okruhu a je vynaložen na procesy, které se konají ve samotném zdroji; Pro některé jiné účely nelze použít ztrátový výkon.
Ztráta je obvykle vypočtena vzorcem
P Ztráta \u003d i 2 r,
kde jsem proud v řetězci; R je vnitřní odpor současného zdroje.
S krátkým uzávěrem se užitečný výkon přidává na nulu
P Užitečné \u003d 0,
od odolnosti proti zatížení v případě zkrat Žádný: r \u003d 0.
Plný výkon s krátkým zdrojovým uzávěrem se shoduje s výkonem ztrát a vypočítá se vzorcem
P plné \u003d ℰ 2 r,
kde ℰ je elektromotorická síla (EMF) proudového zdroje; R je vnitřní odpor současného zdroje.
Power Power Has. maximální hodnota V případě, kdy je odolnost proti zatížení R se rovná vnitřnímu odporu R současného zdroje:
R \u003d r.
Maximální hodnota užitečného výkonu:
P Užitečné max \u003d 0,5 p plné,
kde p je plná - celkový výkon současného zdroje; P plné \u003d ℰ 2/2 r.
Explicitně vzorec pro výpočet maximální užitečný výkon jak následuje:
P Užitečné max \u003d ℰ 2 4 R.
Pro zjednodušení výpočtů je užitečné zapamatovat si dva body:
- pokud se dvěma odpory zatížení R1 a R 2, se v řetězci rozlišuje stejný energetický výkon vnitřní odpor Současný zdroj R je spojen se specifikovaným odporem vzorce.
r \u003d r 1 r 2;
- pokud řetězec zdůrazňuje maximální užitečný výkon, aktuální proud I * v obvodu je dvakrát menší než proud zkratu I:
I * \u003d i 2.
Příklad 15. Když odpor 5,0 OHMS, baterie prvků poskytuje proud 2,0 A. Krátký proud obvodu baterie je 12 A. Vypočítejte největší užitečný výkon baterie.
Rozhodnutí. Analyzovat stav úkolu.
1. Když je baterie připojena k odporu R 1 \u003d 5,0 Ohms, obvod proudí proud I 1 \u003d 2,0 A, jak je znázorněno na Obr. A, definovaný zákonem OHM pro celý řetězec:
I 1 \u003d ℰ r 1 + r,
kde ℰ je EMF současného zdroje; R je vnitřní odpor současného zdroje.
2. Když je baterie zkratována v obvodu, proudí zkratový proud obvodu, jak je znázorněno na Obr. b. Proud zkratu je určen vzorcem
kde jsem je zkratový proud, i \u003d 12 A.
3. Při připojování baterie k odporu R2 \u003d R v proudí obvodu Pevnost I 2, jak je znázorněno na Obr. V, definovaném zákonem o OHM pro celý řetězec:
I 2 \u003d ℰ R2 + R \u003d ℰ 2 R;
v tomto případě řetězec zdůrazňuje maximální užitečný výkon:
P Užitečné max \u003d I 2 2 R 2 \u003d I 2 2 R.
Pro výpočet maximálního užitečného výkonu je tedy nutné definovat vnitřní odpor proudového zdroje R a proudovou sílu I 2.
Aby bylo možné najít sílu současného I 2, napište systém rovnic:
i \u003d ℰ r, i 2 \u003d ℰ 2 r)
a provést rozdělení rovnic:
i I 2 \u003d 2.
Z toho vyplývá:
I 2 \u003d I 2 \u003d 12 2 \u003d 6.0 A.
Za účelem nalezení vnitřního odporu zdroje R, napište systém rovnic:
I 1 \u003d ℰ r 1 + r, i \u003d ℰ r)
a provést rozdělení rovnic:
I 1 i \u003d r r 1 + r.
Z toho vyplývá:
r \u003d I 1 R 1 I - I 1 \u003d 2,0 ⋅ 5,0 12 - 2,0 \u003d 1,0 Ohm.
Vypočítejte maximální užitečný výkon:
P Užitečné max \u003d I 2 2 R \u003d 6,0 2 ⋅ 1,0 \u003d 36 W.
Maximální výhodná kapacita baterie je tedy 36 W.
Potřeba představit termín může být ilustrován následujícím příkladem. Porovnejte dvě chemické DC zdroje se stejným napětím:
- Automotive olověná baterie s napětím 12 voltů a kapacitou 55 a h
- Osm velikostí batarů AA, spojené postupně. Celkové napětí takové baterie je také 12 voltů, kapacita je podstatně méně - přibližně 1 a h
Navzdory stejným napětím se tyto zdroje významně liší při provozu na stejné zatížení. Auto baterie je tedy schopna poskytnout vysoký proud na zátěž (motor vozu spustí baterii, zatímco startér spotřebovává proud 250 ampérů) a startér se neotáčí z řetězu baterie. Relativně malá kapacita baterií není důvod: Jedna ampérová hodina v bateriích by měl dostatek pro otočení startéru po dobu 14 sekund (při 250 ampérech).
Pro dva-pól obsahující zdroje (tj. Generátory napětí a proudové generátory) musíte přesně říci vnitřní odpor (nebo impedance). Pokud oba pól neobsahuje zdroje, pak " domácí Odpor "Pro takové dva póly znamená stejné jako jednoduše "odpor".
Související termíny
Pokud v jakémkoli systému můžete vybrat vstup a / nebo výstup, pak se často používají následující termíny:
Fyzické principy
Navzdory skutečnosti, že na rovnocenném schématu je vnitřní odpor reprezentován jako jeden pasivní prvek (a aktivní odolnost, to znamená, že odpor je přítomen v něm), vnitřní odolnost není zaměřena na jeden jediný prvek. Dvoupól pouze externě chová se Jako by existuje koncentrovaná vnitřní impedance a generátor napětí. Ve skutečnosti je vnitřní odolnost vnějším projevem souboru fyzických účinků:
- Pokud existuje pouze bipol zdroj energie Bez elektrického obvodu (například galvanického prvku), pak vnitřní odpor je prakticky čistě aktivní (pokud to není o velmi vysokých frekvencích), je způsobeno fyzikálními účinky, které nedovolují napájení daného tohoto zdroje k zatížení překročit určitý limit.. Nejjednodušším příkladem takového účinku je nenulová odolnost vodiče elektrického obvodu. Největší příspěvek k účinkům omezení kapacity, ale zpravidla non-elektrický Příroda. Například v moci může být omezena na oblast kontaktu zapojeného do látek zapojených do reakce, ve výrobci elektrárny vodní elektrárny - omezený tlakový tlak atd.
- V případě dvou-pevné látky obsahující uvnitř elektrický obvod Vnitřní odpor "zamítnut" v prvcích schématu (kromě mechanismů uvedených výše ve zdroji).
Odtud jsou dodrženy některé z vlastností interního odporu:
Účinek vnitřní odolnosti vůči vlastnostem dvoupólu
Účinek vnitřního odporu je integrální vlastnost jakéhokoliv aktivního dvou pólu. Hlavním výsledkem přítomnosti vnitřního odporu je omezení. elektrická energiekteré lze získat v zatížení napájené tímto dvoupólem.
Předpokládejme, že existuje dvoupólová, která může být popsána nad ekvivalentním obvodem. Dva-člen má dva neznámé parametry, které najdou:
- EMF generátor napětí U.
- Vnitřní odpor r.
Obecně musí být provedeny dva rozměry pro stanovení dvou neznámých: změřte napětí na výstupu obou pólu (tj. Potenciální rozdíl U out \u003d φ 2 - φ 1) Ve dvou různých nákladních proudech. Neznámé parametry lze nalézt ze systému rovnic:
| (Napětí) |
kde U out1. I 1., U out2. - výstupní napětí S toke. I 2.. Řešení systému rovnic najdeme požadované neznámé:
Jednoduchá technika se obvykle používá k výpočtu interního odporu: je zde napětí v klidovém režimu a proud v režimu zkratu obou pólů. V tomto případě je systém () napsán následovně:
kde U oc. - Výstupní napětí v volnoběhu (Eng. otevřený obvod.), tj. při nulovém zatížení proudu; I sc. - Vložte proud v zkratu (Eng. zkrat.), tj. s zatížením s nulovou odolností. To bere v úvahu, že výstupní proud v základním režimu a výstupní napětí v režimu zkratu je nula. Od posledních rovnic okamžitě dostaneme:
| (Interiér) |
Opatření
Pojem opatření Platí pro skutečné zařízení (ale ne na schématu). Je nemožné přímo měřit Ometer, protože není možné připojit sondu zařízení k závěrům vnitřního odporu. Proto je nutné nepřímý měření, což není zásadně odlišné od výpočtu - napětí jsou také zapotřebí na zatížení při dvou různých proudových hodnotách. Není však vždy možné využít zjednodušeného vzorce (2), protože ne každý skutečný dvoupól umožňuje pracovat v režimu zkratu.
Někdy další jednoduchá metoda měření nevyžaduje výpočetní techniku:
- Měří se napětí zdvihu
- Variabilní odpor je připojen jako zatížení a její odpor je vybrán tak, že napětí na něm je polovina napětí volnoběhu.
Po popsaných postupech musí být odpor odporu zátěže měřeno s Ohmmetrem - bude roven vnitřnímu odporu obou pólu.
Jakákoliv metoda měření se použije, přetížení dvou-napětného nadproudu by se měl obávat, že proud by neměl překročit maximální přípustné hodnoty pro tento dvoupodlak.
Reaktivní vnitřní odpor
Pokud ekvivalentní schéma obou pólu obsahuje proudové prvky - kondenzátory a / nebo cívky induktoru způsob platby Reaktivní vnitřní odpor je také prováděn, stejně jako aktivní, ale místo odporových odporů jsou odebrány komplexní impedance prvků obsažených ve schématu a místo napětí a proudů - jejich komplexní amplitudy, to znamená, že výpočet je vyroben komplexem amplitudy.
Opatření Reaktivní vnitřní odpor má některé funkce, protože je to komplexní funkce, a ne skalární hodnota:
- Můžete vyhledat různé parametry komplexní hodnoty: modul, argument, pouze skutečnou nebo imaginární část, stejně jako komplexní číslo. Technika měření se tedy závisí na tom, co chceme dostat.
- Každá z uvedených parametrů závisí na frekvenci. Teoreticky se dostat měřením Úplné informace Na reaktivním vnitřním odporu musíte odstranit závislost z frekvence, to znamená, aby prováděla měření všechno Frekvence, které mohou generovat zdroj tohoto dvou pólu.
aplikace
Ve většině případů by nemohla mluvit aplikace Vnitřní odpor a asi Účetnictví Jeho negativní dopad, protože vnitřní odolnost je spíše negativní účinek. V některých systémech je však přítomnost vnitřní odolnosti s nominální hodnotou jednoduše nutná.
Zjednodušení rovnocenných schémat
Prezentace dvoupólové jako sady generátoru napětí a vnitřního odporu je nejjednodušší a nejčastěji používaný ekvivalentní obvod dvoupóla.
Koordinace zdroje a zatížení
Koordinace zdroje a zatížení je volba poměru odolnosti proti zatížení a vnitřní odolnost zdroje, aby se dosáhlo specifikovaných vlastností získaného systému (zpravidla, zkuste dosáhnout maximální hodnoty jakéhokoliv parametru tento zdroj). Následující typy odpovídajících jsou nejčastější:
Současná a koordinace energie by měla být použita s opatrností, protože hrozí nebezpečí přetížení zdroje.
Snížení vysokých napětích
Někdy se do zdroje přidá velká odolnost (přidá se k internímu zdrojovému odporu), aby se výrazně snížil napětí z ní. Přidání odporu jako přídavný odpor (tzv. Kalení odpor) vede k ničemu alokaci napájení na něm. Aby nedošlo k strávení energie vody, v systémech AC použijte proudové impedance, nejčastěji kondenzátory. Jsou tedy postaveny napájecí zdroje kondenzátoru. Stejně tak, s pomocí kapacitního odstranění z vysoce napěťového přenosu, můžete získat malé napětí pro napájení všech autonomních zařízení.
Minimalizace hluku
Při posilování slabé signály Často se vyskytuje úkol minimalizace hluku zavedeného zesilovačem do signálu. To používá speciální nízké zesilovače hlukuJsou však navrženy tak, aby nejmenší koeficient hluku dosažen pouze v určitém rozsahu výstupní odolnosti zdroje signálu. Například zesilovač s nízkým šumu poskytuje minimální hluk v rozsahu výstupních odporů od 1 kΩ do 10 kΩ; Pokud má zdroj signálu menší odolnost proti výstupu (například mikrofon s výstupním odporem 30 ohmů), pak se zvyšuje transformátor mezi zdrojem a zesilovačem, který se zvýší výstupní odpor (stejně jako napětí signálu) na požadovanou hodnotu.
Omezení
Koncepce vnitřního odporu je zaveden přes ekvivalentní obvod, tedy stejné omezení je silné, pokud jde o použitelnost rovnocenných schémat.
Příklady
Hodnoty vnitřního odporu jsou relativní: to, co je považováno za malé, například pro galvanický prvek, je velmi velký výkonná baterie. Níže jsou uvedeny příklady dvou pólů a hodnot jejich vnitřní odolnosti. r.. Triviální případy dvou generálů bez zdrojů konkrétně konkrétně.
Malý vnitřní odpor
Velký vnitřní odpor
Negativní vnitřní odpor
Existuje dvoupodlačká, jehož vnitřní odpor má záporný hodnota. V obvyklém aktivní Odolnost je rozptýlená energie, v reaktivní Energetická odolnost je inhibována a pak uvolňována zpět ke zdroji. Zvláštnost negativního odporu je, že sama o sobě je zdrojem energie. Proto negativní odpor v čisté formě nedochází, může být možné pouze simulovat elektronický obvodkterý nutně obsahuje zdroj energie. Negativní vnitřní odolnost lze získat ve schématech použitím:
- prvky s negativní diferenciální odolností, jako jsou tunelové diody
Negativní odporové systémy jsou potenciálně nestabilní, a proto mohou být použity pro vytváření autogenerátorů.
viz také
Odkazy
Literatura
- Zernov N. V., Karpov V.G. Teorie radiotechnických řetězců. - M. - L.: Energia, 1965. - 892 p.
- Jones M. Kh. Elektronika - praktický kurz. - M.: Technosféra, 2006. - 512 p.
Zdrojem je zařízení, které převádí mechanické, chemické, tepelné a některé jiné formy energie do elektrického. Jinými slovy, zdroj je aktivní síťový prvek určený pro generování elektřiny. odlišné typy Zdroje dostupné v napájecí mřížce jsou zdroje napětí a proudové zdroje. Tyto dva koncepty v elektronice se liší od sebe.
Zdrojem konstantního napětí
Zdroj napětí je zařízení se dvěma sloupy, jeho napětí kdykoliv je konstantní a proud procházejících to neovlivňuje. Takový zdroj bude ideální s nulovým interním odporem. V praktických podmínkách nelze získat.
V záporném pólu zdroje napětí akumuluje přebytečné elektrony, pozitivní pól je jejich deficit. Státy pólu jsou podporovány procesy uvnitř zdroje.
Baterie.
Baterie ukládají chemickou energii uvnitř a schopné přeměnit do elektrického. Baterie nelze nabít, což je jejich nevýhoda.
Baterie
Baterie jsou dobíjecí baterie. Při nabíjení je elektrická energie uložena uvnitř jako chemikálie. Při vykládce probíhá chemický proces protichůdný směra elektrická energie se uvolní.
Příklady:
- Element baterie kyseliny dětí. Je vyroben z olova elektrod a elektrolytické tekutiny ve formě zředěné destilované vody kyseliny sírové. Buněčné napětí - asi 2 V. v autobaterie Šest buněk je obvykle připojeno do sekvenčního řetězce, výsledné napájecí svorky - 12 V;
- Nikl-kadmium baterie, napětí buněk - 1,2 V.
Důležité! S malými proudy baterií a bateriemi, můžete zvážit jako dobrá aproximace na ideální zdroje napětí.
Zdroj střídavého napětí
Elektřina se provádí v elektrických stanicích s použitím generátorů a po regulaci napětí je přenášeno spotřebiteli. Střídavé napětí domácí síť 220V v elektrických blocích různých elektronická zařízení Snadno převede na nižší indikátor při použití transformátorů.
Tok zdroj.
Analogicky, protože dokonalé zdroje napětí vytvoří konstantní výstupní napětí, úkolem současného zdroje je poskytnout konstantní hodnotu proudu, automaticky ovládat požadované napětí. Příklady jsou proudové transformátory (sekundární vinutí), fotobuňky, kolektorové proudy tranzistorů.
Výpočet vnitřní odolnosti zdroje napětí
Skutečné zdroje napětí mají vlastní elektrický odporkterý se nazývá "interní odpor". Zatížení připojené k výstupním závěrům je označeno "externím odporem" - R.
Baterie baterie generuje EMF:
ε \u003d e / q, kde:
- E - energie (j);
- Q - nabíjení (CL).
Celkový EMF akumulátoru je napětí jeho otevřeného obvodu v nepřítomnosti zatížení. Lze jej monitorovat s dobrým přesným digitálním multimetrem. Potenciální rozdíl měřený na výstupních kontaktech baterie, když je na odporovém odporu, bude menší hodnota než jeho napětí s otevřeným obvodem, v důsledku proudu proudu přes zatížení vnějším a vnitřním odporem zdroje vede k rozptylu energie v něm jako tepelné záření.
Vnitřní odolnost baterie s chemickým principem působení je mezi frakcí OMA a několika OHMS a je způsobena především odolností elektrolytických materiálů používaných při výrobě baterie.
Pokud je odpor R odpor R připojen k baterii, proud v obvodu I \u003d ε / (R + R).
Vnitřní odpor není konstantní hodnota. Je ovlivněna pouzdra baterie (alkalická, olověná kyselina atd.), Změní se v závislosti na hodnotě zatížení, teploty a životnosti baterie. Například v jednorázových bateriích se během používání zvyšuje vnitřní odpor a napětí v souvislosti s tímto spadáním před příjezdem do stavu je nevhodné pro další provoz.
Pokud je zdrojový EMF předem stanovenou hodnotou, je interní odpor zdroje určena měřením proudu proudícího přes odpor nákladu.
- Vzhledem k tomu, že vnitřní a vnější odolnost v přibližném schématu je zahrnut do série, mohou být použity zákony OMA a Kirchoff použít k použití vzorce:
- Z tohoto výrazu r \u003d ε / i - R.
Příklad. Baterie se známým EMF ε \u003d 1,5 V a je konzistentně spojena s žárovkou. Pokles napětí na světlo je 1,2 V. V důsledku toho interní odpor prvku vytváří pokles napětí: 1,5 - 1,2 \u003d 0,3 B. Odolnost vodičů v řetězci je považován za zanedbatelný, odolnost lampy není známa. Měřený proud procházející řetězem: I \u003d 0,3 A. Je nutné určit vnitřní odolnost baterie.
- Podle zákona OHM je odpor světla žárovky R \u003d U / I \u003d 1,2 / 0,3 \u003d 4 Ohms;
- Nyní podle vzorce pro výpočet vnitřní rezistence R \u003d ε / I - R \u003d 1,5 / 0,3 - 4 \u003d 1 Ohm.
V případě zkratu, vnější odpor klesne téměř na nulu. Proud může omezit svou hodnotu pouze malým odporem zdroje. Současný proud vznikající v takové situaci je tak vysoká, že zdroj napětí může být poškozen tepelnou expozicí proudu, hrozí nebezpečí požáru. Riziko požáru je zabráněno instalací pojistek, například v automobilových bateriích.
Vnitřní odolnost zdroje napětí je důležitým faktorem, kdy je otázka vyřešena, jak přenášet nejúčinnější výkon připojeného elektrického zařízení.
Důležité! Maximální přenos výkonu dochází, když je vnitřní odpor zdroje roven odolnosti proti zatížení.
Nicméně, v tomto stavu, vzpomenout si na vzorec p \u003d i² X R, identické množství energie je dáno zatížení a rozptýlí se ve samotném zdroji a jeho účinnost je pouze 50%.
Požadavky na zátěž musí být pečlivě zváženy, aby učinily rozhodnutí o nejlepším používání zdroje. Například, olověná baterie automobilu by měla poskytovat vysoké proudy v relativně nízkém napětí 12 V. Jeho nízký vnitřní odpor umožňuje to udělat.
V některých případech by měly mít vysokonapěťové napájecí zdroje extrémně velké vnitřní odolnost pro omezení proudu do. H.
Vlastnosti vnitřního odporu současného zdroje
Na dokonalém zdroji proudu, nekonečný odpor a pro originální zdroje si dokážete představit přibližnou možnost. Ekvivalentní elektrický výkon je odpor připojen ke zdrojové paralelně a externí odpor.
Současný výstup ze současného zdroje je distribuován takto: Částečně proud proud přes nejvyšší vnitřní odpor a odolnost proti nízkému zatížení.
Výstupní proud bude z součtu proudů na vnitřním odporu a zatížení IO \u003d IH + IVN.
Ukazuje se:
IH \u003d IO - IVN \u003d IO - UON / R.
Tato závislost ukazuje, že když interní odpor současného zdroje roste, tím více je proud na něm snížena, a zatížení odpor přijímá většinu proudu. Je zajímavé, že napětí nebude mít vliv na proudovou velikost.
Skutečné výstupní napětí:
Nahoru \u003d i x (r x r) / (r + r) \u003d i x r / (1 + r / r).
Aktuální výkon:
II \u003d I / (1 + R / R).
Výstupní výkon:
IL \u003d i² x r / (1 + r / r) ².
Důležité! Analýza schémat, pokračovat z následujících podmínek: s významným nadbytkem vnitřního odporu zdroje přes vnější, je zdrojem proudu. Když je naopak interní odpor podstatně méně vnější, jedná se o zdroj napětí.
Současné zdroje se používají při napájení elektřiny na měřicí mosty, operační zesilovače, může to být různé senzory.
Video