Источник эдс, источник тока и основные режимы работы электрической цепи

Источник электродвижущей силы – источник электромагнитной энергии, характеризующихся электродвижущей силой и внутренним электрическим сопротивлением.

Представленная на рис. 12 схема называется схемой замещения источника ЭДС, а часть схемы, обведенная пунктиром, является источником ЭДС.

Направление действия ЭДС указывается от отрицательного зажима к положительному. Направление действия напряжения принято обозначать от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом.

Если к зажимам источника ЭДС присоединить приемник (нагрузить источник), то в цепи возникает ток. При этом напряжение (разность потенциалов) на зажимах 1 и 2 уже не будет равно ЭДС вследствие падения напряжения U_вн внутри источника энергии, т.е. на его внутреннем сопротивлении r_вн:

т.е.

. (1.5)

Рис. 12 Источник ЭДС и его ВАХ

Для получения ВАХ электрической цепи воспользуемся законом Ома для полной цепи, изображенной на рис. 14

, откуда .

Данное выражение определяет зависимость напряжением на зажимах источника э.д.с. и током нагрузки. При постоянных параметрах Е и r_вн вольтамперная характеристика представляет собой прямую линию проходящую через точки Е и I_кз (рис. 12.). Такой источник э.д.с. называется линейным.

Источник ЭДС, внутреннее сопротивление которого равно нулю называют идеальным источником ЭДС. Вольтамперная характеристика идеального источника ЭДС проходит параллельно оси абсцисс.

Рассмотрим различные режимы работы источника электрической энергии.

Режим холостого хода (х.х.) – такой режим, при котором потребитель отключен от источника. Поэтому внешнее сопротивление цепи бесконечно велико (), а величина тока в цепи равна нулю (I=0), падение напряжения внутри источника так же будет равно нулю (). Напряжение на зажимах источника U будет равно э.д.с. Е.

Вывод: чтобы измерить э.д.с. источника, необходимо провести режим холостого хода (оборвать внешнюю цепь), тогда вольтметр, подключенный к зажимам источника покажет э.д.с. источника.

Режим короткого замыкания (к.з.) – такой режим, при котором зажимы источника соединены проводником с весьма малым сопротивлением, величиной которого можно пренебречь. При этом сопротивление всей цепи равно внутреннему сопротивлению источника, а ток в цепи будет наибольшим .

Напряжение на зажимах источника при коротком замыкании

.

Вывод: в режиме короткого замыкания ток в цепи наибольший, а напряжение на зажимах равно нулю.

Режим короткого замыкания опасен для большинства источников, так как при этом происходит перегрев источника, что может вывести его из строя.

Поиск по сайту: