Википедия

Источник ЭДС: различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
стилевые правки, добавлены обозначения и ГОСТ, упрощены формулы, убрана кириллица из TeX'a
Строка 1:
[[Файл:istochnik_eds1.png|150px|right|thumb|Рисунок 1 —. Обозначение на схемах источника ЭДС (слева) и реального источника напряжения (справа). Вариант.]]
'''Источник [[Электродвижущая сила|ЭДС]]''' ('''идеальный источник напряжения''') — [[двухполюсник]], [[Электрическое напряжение|напряжение]] на зажимах которого постоянно (и не зависит от тока в цепи). Напряжение, может быть задано какпостоянным, константа,либо как функция времени, либо какпо внешнеевнешнему управляющееуправляющему воздействию. В простейшем случае напряжение определено как константа воздействие<math>\mathcal{E}</math>.
 
== Свойства ==
В простейшем случае напряжение определено как константа, то есть напряжение источника ЭДС постоянно.
=== РеальныеИдеальный источникиисточник напряжения ===▼
[[Файл:Istochnikeds_snagruzkoj.png|thumb|right|130px|Рисунок 2. Реальный источник напряжения под нагрузкой]]▼
[[Файл:nagruzochnaya_diagramma.png|thumb|300px250px|right|Рисунок 3 —. Нагрузочная характеристика идеального (синий) и реального (красный) источников.]]▼
Напряжение на выводах идеального источника напряжения не зависит от нагрузки <math>U=\mathcal{E}=\text{const}</math>. Ток определяется сопротивлением внешней цепи <math>R</math>:
: <math>rI=\frac{U_{XX}U}{I_{K3}R}.</math>▼
 
Модель идеального источника напряжения используется для представления реальных электронных компонентов в виде эквивалентных схем. Собственно идеальный источник напряжения (источник ЭДС) является физической абстракцией, поскольку при стремлении нагрузки к нулю <math>R \rightarrow 0</math> отдаваемый ток и электрическая мощность неограниченно возрастают, что противоречит физической природе источника.
▲== Реальные источники напряжения ==
▲[[Файл:Istochnikeds_snagruzkoj.png|thumb|right|130px|Рисунок 2]]
▲[[Файл:nagruzochnaya_diagramma.png|thumb|300px|right|Рисунок 3 — Нагрузочная характеристика]]
 
=== Реальный источник напряжения ===
Идеальный источник напряжения (источник ЭДС) является физической абстракцией, то есть подобное устройство не может существовать. Если допустить существование такого устройства, то [[электрический ток]] ''I'', протекающий через него, стремился бы к бесконечности при подключении нагрузки, [[Электрическое сопротивление|сопротивление]] ''R<sub>H</sub>'' которой стремится к нулю. Но при этом получается, что [[мощность]] источника ЭДС также стремится к бесконечности, так как <math>P=EI</math>. Но это невозможно, по той причине, что мощность любого источника энергии конечна.
В реальности, любой источник напряжения обладает [[внутреннее сопротивление|внутренним сопротивлением]] ''<math>r''</math>.<!--, которое имеет обратную зависимость от мощности источника. То есть, чем больше мощность, тем меньше сопротивление (при заданном неизменном напряжении источника) и наоборот. Наличие внутреннего сопротивления отличает реальный источник напряжения от идеального.--> Следует отметить, что внутреннее сопротивление — это исключительно конструктивное свойство источника энергии. Эквивалентная схема реального источника напряжения представляет собой последовательное включение идеального источника ЭДС — ''Е'' (идеального источника напряжения)<math>\mathcal{E}</math> и внутреннего сопротивления — ''<math>r''</math>.▼
 
На рисунке 3 приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения (источника ЭДС) (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия).▼
▲В реальности, любой источник напряжения обладает внутренним сопротивлением ''r'', которое имеет обратную зависимость от мощности источника. То есть, чем больше мощность, тем меньше сопротивление (при заданном неизменном напряжении источника) и наоборот. Наличие внутреннего сопротивления отличает реальный источник напряжения от идеального. Следует отметить, что внутреннее сопротивление — это исключительно конструктивное свойство источника энергии. Эквивалентная схема реального источника напряжения представляет собой последовательное включение источника ЭДС — ''Е'' (идеального источника напряжения) и внутреннего сопротивления — ''r''.
: <math>E=\mathcal {4E}U = U_r +U U_R,</math>▼
где▼
: <math>\mathcalU_r {4}U=Ir I \cdot r,</math> — падение напряжения на внутреннем сопротивлении;▼
: <math>UU_R =IR_H I \!cdot R, </math> — падение напряжения на нагрузке.▼
 
При коротком замыкании (<math>R_H=0\!</math>)R <math>E=\mathcal {4}U0</math>, то есть вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток короткого замыкания <math>I_{K3}\!text{s.c.}}</math> будет максимальным для данного источника ЭДСмаксимален. Зная напряжение холостого хода <math>U_{\text{xx}}</math> и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:▼
▲На рисунке 3 приведены нагрузочные характеристики идеального источника напряжения (источника ЭДС) (синяя линия) и реального источника напряжения (красная линия).
: <math>r = \frac{U_{\text{xx}}}{I_{\text{s.c.}}}.</math>
 
== Применение ==
▲: <math>E=\mathcal {4}U+U</math>
При помощи модели источника напряжения хорошо описываются [[Химический источник тока|химические источники тока]], [[батарейка|батарейки]], [[Гальванический элемент|гальванические элементы]] и бытовые электросети для маломощных потребителей.
▲где
▲: <math>\mathcal {4}U=Ir</math> — падение напряжения на внутреннем сопротивлении;
▲: <math>U=IR_H\!</math> — падение напряжения на нагрузке.
 
Различают источник постоянного и переменного напряжения, а также источник напряжения, управляемые напряжением (ИНУН) и источники напряжения, управляемые током (ИНУТ).
▲При коротком замыкании (<math>R_H=0\!</math>) <math>E=\mathcal {4}U</math>, то есть вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток <math>I_{K3}\!</math> будет максимальным для данного источника ЭДС. Зная напряжение холостого хода и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:
 
▲: <math>r=\frac{U_{XX}}{I_{K3}}</math>
== Обозначения ==
Существуют различные варианты обозначений источника напряжения. Наиболее часто встречаются обозначения (a) и (b). Вариант (c) устанавливается ГОСТ<ref>ГОСТ 2.721-74 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения.</ref> и [[Международная электротехническая комиссия|IEC]]<ref>IEC 617-2:1996. Graphical symbols for diagrams — Part 2: Symbol elements, qualifying symbols and other symbols having general application</ref>. Cтрелка в кружке указывает на положительную клемму на выходе источника. При выборе обозначения нужно быть осмотрительным и использовать пояснения, чтобы не допускать путаницы с [[источник тока|источниками тока]].
 
[[Файл:Ideal voltage source symbols.svg|мини|слева|400px|Рисунок 4. Обозначения источника напряжения на схемах]]
<br clear="all" />
 
== См. также ==
Строка 28 ⟶ 40 :
* [[Опыт холостого хода]]
* [[Опыт короткого замыкания]]
 
== Примечания ==
{{примечания}}
 
== Литература ==
* Электротехника: Учеб. для вузов/А. С. Касаткин, М. В. Немцов.— 7-е изд., стер.— М.: Высш. шк., 2003.— 542 с.: ил. ISBN 5-06-003595-6
* {{книга|автор=Бессонов Л.А.|заглавие=Теоретические основы электротехники. Электрические цепи|место=М.|издательство=Гардарики|год=2002|страниц=638|isbn=5-8297-0026-3}}
{{Нет сносок}}
 
[[Категория:Эквивалентные схемы]]
[[Категория:Электротехника]]
[[Категория:Источники питания]]
 
[[pl:Źródło prądowe]]
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Источник_ЭДС