EMF 発生源の外部特性

外部特性は、負荷の大きさ、つまり負荷によって与えられる電源電流に対する電源端子電圧の依存性を反映します。電源端子の電圧はEMFよりも電圧降下分だけ低い 電源の内部抵抗 (1):

この式は、EMF 発生源の外部特性に対応します (図 1)。次の 2 つの点に基づいて構築されています。

1) I = 0 E = U の場合。

2) U = 0 E = R0I の場合。

明らかに、EMF 源の端子の電圧が高くなるほど、その内部抵抗は低くなります。

理想的な EMF 源では、R0 = 0、U = E (電圧は負荷の大きさに依存しません)。ただし、回路を解析および計算する場合、電気エネルギーの源を EMF の源として表すことが必ずしも便利であるとは限りません。電源の内部抵抗が回路の外部抵抗を大幅に超える場合、たとえば電子機器で発生する場合、回路内の電流 I = U / (R + R0) および R0 >> R となることがわかります。負荷抵抗に依存しません。この場合、エネルギー源は電流源として表されます。

イチジク。 1.

式 (1) を R0 で割ります (2):

式(2)は図1に示す等価回路に対応します。 2. ここで、Ib = U / R0 および Ik = E / R0、I = Ik — Ib したがって、(3)

理想的な電流源の場合、Rc = ∞です。実際の電流源と理想的な電流源の電流-電圧特性を図に示します。 3.

米。 2

米。 3

R と R0 の値に明確な区別がない場合、EMF 源または電流源のいずれかを計算上の等価電源として使用できます。後者の場合、式(3)を使用して電圧降下を決定します。

ソース動作モード

ソースは次のモードで動作します。

1. 定格モードは、ソースがメーカーによって設計された動作モードです。このモードでは、公称電流 Inom と公称電圧 Unom または電力 Pnom が電源のパスポートに示されます。

2. アイドルモード。このモードでは、外部回路はソースから切断されており、ソース電流は I = 0 であるため、ソース端子電圧は開回路電圧 Uxx = E になります。式 (1) を参照してください。

3. 短絡モード。電源の外部の回路の抵抗はゼロです。ソース電流は内部抵抗によってのみ制限されます。 U = 0 における式 (1) から、I = Ikz = U / R0 が得られます。 EMF 発生源でのエネルギー損失を減らすには、R0 をできるだけ小さくする必要があり、理想的な発生源では R0 = 0 となります。これを考慮すると、Ikz >> Inom となり、発生源としては許容できません。

4. コントラクト モード — これは、最大電力が電源からユーザーに送信されるモードです。このパワーは、ソースパラメータを通じて決定できます。したがって、負荷に伝達される電力は、P = I2R となります。 R = R0 で P = Pmax。この場合、ユーザーに供給される最大電力は Pmax = E2 / 4R0 となります。コンプライアンスモードでのソースの効率は 50% を超えません。ただし、産業用電気工学での使用は除外されます。対応するモードは電子機器の低電流回路で使用されます。