الخصائص الخارجية لمصدر المجالات الكهرومغناطيسية

تعكس الخاصية الخارجية اعتماد الجهد الطرفي للمصدر على حجم الحمل - تيار المصدر الذي يقدمه الحمل. جهد طرف المصدر أقل من EMF بمقدار انخفاض الجهد المقاومة الداخلية للمصدر (1):

تتوافق هذه المعادلة مع الخاصية الخارجية لمصدر المجالات الكهرومغناطيسية (الشكل 1). مبني على نقطتين:

1) عند I = 0 E = U ؛

2) عند U = 0 E = R0I.

من الواضح أنه كلما زاد الجهد عند أطراف مصدر EMF ، انخفضت مقاومته الداخلية.

في مصدر EMF مثالي ، R0 = 0 ، U = E (الجهد لا يعتمد على حجم الحمل). ومع ذلك ، عند تحليل الدائرة وحسابها ، ليس من الملائم دائمًا تمثيل مصدر الطاقة الكهربائية كمصدر للمجال الكهرومغناطيسي. إذا تجاوزت المقاومة الداخلية للمصدر بشكل كبير المقاومة الخارجية للدائرة ، والتي ، على سبيل المثال ، تحدث في الإلكترونيات ، فإننا نحصل على التيار في الدائرة I = U / (R + R0) وعند R0 >> R عمليًا لا تعتمد على مقاومة الحمل. في هذه الحالة ، يتم تقديم مصدر الطاقة كمصدر حالي.

تين. 1.

نقسم المعادلة (1) على R0 (2):

المعادلة (2) تقابل الدائرة المكافئة الموضحة في الشكل. 2. هنا Ib = U / R0 و Ik = E / R0، I = Ik - Ib ثم (3)

للحصول على مصدر تيار مثالي ، Rc = ∞. تظهر خصائص الجهد الحالي للمصادر الحالية الحقيقية والمثالية في الشكل. 3.

أرز. 2

أرز. 3

عندما لا يكون هناك تمييز واضح بين قيم R و R0 ، يمكن استخدام مصدر EMF أو مصدر حالي كمكافئ محسوب لمصدر الطاقة. في الحالة الأخيرة ، يتم استخدام التعبير (3) لتحديد انخفاض الجهد.

أوضاع تشغيل المصدر

يمكن أن يعمل المصدر في الأوضاع التالية:

1. الوضع المقنن هو وضع التشغيل الذي صمم المصنّع المصدر من أجله. بالنسبة لهذا الوضع ، يشار إلى التيار الاسمي Inom والجهد الاسمي Unom أو الطاقة Pnom في جواز سفر المصدر.

2. وضع الخمول. في هذا الوضع ، يتم فصل الدائرة الخارجية عن المصدر ، تيار المصدر هو I = 0 ، وبالتالي فإن جهد طرف المصدر هو جهد الدائرة المفتوحة Uxx = E - انظر المعادلة (1).

3. وضع ماس كهربائى. مقاومة الدائرة الخارجية للمصدر هي صفر. التيار المنبع محدود فقط بمقاومته الداخلية. من المعادلة (1) عند U = 0 نحصل على I = Ikz = U / R0. لتقليل فقد الطاقة في مصدر EMF ، يجب أن يكون R0 صغيرًا قدر الإمكان ، وفي مصدر مثالي R0 = 0. بالنظر إلى ذلك ، Ikz >> Inom وغير مقبول للمصدر.

4. وضع العقد - هذا هو الوضع الذي يتم فيه نقل الطاقة القصوى من المصدر إلى المستخدم. يمكنك تحديد هذه القوة من خلال معلمات المصدر. لذلك ، الطاقة المنقولة للحمل ، P = I2R. P = Pmax عند R = R0.ثم تكون الطاقة القصوى التي يتم تسليمها للمستخدم هي Pmax = E2 / 4R0. كفاءة المصدر في وضع الامتثال لا تتجاوز 50٪. الذي يستبعد استخدامه في الهندسة الكهربائية الصناعية. يتم استخدام الوضع المقابل في دوائر التيار المنخفض للأجهزة الإلكترونية.