Спољне карактеристике извора ЕМФ
Екстерна карактеристика одражава зависност напона на терминалу извора од величине оптерећења — струје извора коју даје оптерећење. Напон на терминалу извора је мањи од ЕМФ-а за износ пада напона унутрашњи отпор извора (1):
Ова једначина одговара спољашњој карактеристици ЕМФ извора (слика 1). изграђен на две тачке:
1) при И = 0 Е = У;
2) при У = 0 Е = Р0И.
Очигледно, што је већи напон на терминалима ЕМФ извора, то је мањи његов унутрашњи отпор.
У идеалном ЕМФ извору, Р0 = 0, У = Е (напон не зависи од величине оптерећења). Међутим, приликом анализе и прорачуна кола није увек згодно извор електричне енергије представљати као извор ЕМФ. Ако унутрашњи отпор извора значајно премашује спољашњи отпор кола, што се, на пример, јавља у електроници, онда добијамо да је струја у колу И = У / (Р + Р0) и на Р0 >> Р практично не зависи од отпора оптерећења. У овом случају, извор енергије је представљен као извор струје.
Шипак. 1.
Једначину (1) делимо са Р0 (2):
Једначина (2) одговара еквивалентном колу приказаном на сл. 2. Овде Иб = У / Р0 и Ик = Е / Р0, И = Ик — Иб онда (3)
За идеалан извор струје, Рц = ∞. Струјно-напонске карактеристике реалних и идеалних извора струје приказане су на Сл. 3.
Пиринач. 2
Пиринач. 3
Када не постоји јасна разлика између вредности Р и Р0, или ЕМФ извор или извор струје могу се користити као израчунати еквивалент извора напајања. У последњем случају, израз (3) се користи за одређивање пада напона.
Начини рада извора
Извор може да ради у следећим режимима:
1. Називни режим је начин рада за који је извор пројектовао произвођач. За овај режим, називна струја Ином и називни напон Уном или снага Пном су назначени у пасошу извора.
2. Режим мировања. У овом режиму, екстерно коло је искључено са извора, струја извора је И = 0, и стога је напон на терминалу извора напон отвореног кола Укк = Е — видети једначину (1).
3. Режим кратког споја. Отпор кола спољашњег извора је нула. Струја извора је ограничена само његовим унутрашњим отпором. Из једначине (1) при У = 0 добијамо И = Икз = У / Р0. Да би се смањили губици енергије у извору ЕМФ, Р0 треба да буде што мањи, ау идеалном извору Р0 = 0. С обзиром на ово, Икз >> Ином и неприхватљив је за извор.
4. Режим уговора — ово је режим у коме се максимална снага преноси од извора до корисника. Ову снагу можете одредити кроз параметре извора. Дакле, снага пренета на оптерећење, П = И2Р. П = Пмак при Р = Р0.Тада је максимална снага која се испоручује кориснику Пмак = Е2 / 4Р0. Ефикасност извора у режиму усклађености не прелази 50%. што искључује његову примену у индустријској електротехници. Одговарајући режим се користи у нискострујним колима електронских уређаја.