Karakteristik eksternal dari sumber EMF

Karakteristik eksternal mencerminkan ketergantungan tegangan terminal sumber pada besarnya beban - arus sumber yang diberikan oleh beban. Tegangan terminal sumber kurang dari EMF dengan jumlah penurunan tegangan resistansi internal sumber (1):

Persamaan ini sesuai dengan karakteristik eksternal sumber EMF (Gbr. 1). dibangun di atas dua poin:

1) pada I = 0 E = U;

2) pada U = 0 E = R0I.

Jelas, semakin tinggi tegangan di terminal sumber EMF, semakin rendah resistansi internalnya.

Dalam sumber EMF yang ideal, R0 = 0, U = E (tegangan tidak bergantung pada besarnya beban). Namun, saat menganalisis dan menghitung rangkaian, tidak selalu nyaman untuk menampilkan sumber energi listrik sebagai sumber EMF. Jika resistansi internal sumber secara signifikan melebihi resistansi eksternal rangkaian, yang, misalnya, terjadi dalam elektronik, maka kita mendapatkan arus dalam rangkaian I = U / (R + R0) dan pada R0 >> R secara praktis tidak bergantung pada tahanan beban. Dalam hal ini, sumber energi disajikan sebagai sumber arus.

Ara. 1.

Kami membagi persamaan (1) dengan R0 (2):

Persamaan (2) sesuai dengan rangkaian ekuivalen yang ditunjukkan pada Gambar. 2. Di sini Ib = U/R0 dan Ik = E/R0, I = Ik — Ib lalu (3)

Untuk sumber arus ideal, Rc = ∞. Karakteristik arus-tegangan dari sumber arus nyata dan ideal ditunjukkan pada Gambar. 3.

Beras. 2

Beras. 3

Ketika tidak ada perbedaan yang jelas antara nilai R dan R0, baik sumber EMF atau sumber arus dapat digunakan sebagai ekuivalen terhitung dari sumber daya. Dalam kasus terakhir, ekspresi (3) digunakan untuk menentukan jatuh tegangan.

Mode operasi sumber

Sumber dapat bekerja dalam mode berikut:

1. Mode terukur adalah mode operasi yang sumbernya dirancang oleh pabrikan. Untuk mode ini, arus nominal Inom dan voltase nominal Unom atau daya Pnom ditunjukkan di paspor sumber.

2. Modus diam. Dalam mode ini, rangkaian eksternal terputus dari sumber, arus sumber adalah I = 0, dan oleh karena itu tegangan terminal sumber adalah tegangan rangkaian terbuka Uxx = E — lihat persamaan (1).

3. Mode hubung singkat. Resistansi rangkaian di luar sumber adalah nol. Arus sumber hanya dibatasi oleh resistansi internalnya. Dari persamaan (1) pada U = 0 diperoleh I = Ikz = U / R0. Untuk mengurangi kehilangan energi pada sumber EMF, R0 harus sekecil mungkin, dan pada sumber ideal R0 = 0. Mengingat hal ini, Ikz >> Inom dan tidak dapat diterima untuk sumber tersebut.

4. Mode kontrak — ini adalah mode di mana daya maksimum ditransmisikan dari sumber ke pengguna. Anda dapat menentukan kekuatan ini melalui parameter sumber. Jadi, daya yang ditransfer ke beban, P = I2R. P = Pmax pada R = R0.Maka daya maksimum yang dialirkan ke pengguna adalah Pmax = E2/4R0. Efisiensi sumber dalam mode kepatuhan tidak melebihi 50%. yang tidak termasuk penggunaannya dalam teknik listrik industri. Mode yang sesuai digunakan di sirkuit perangkat elektronik arus rendah.