Понятие об источниках э.д.с. и источниках тока

Элементы электрических цепей постоянного тока

 

1. Совокупность источников электрической энергии, соединитель­ных проводов и приемников (нагрузки), по которым может проте­кать электрический ток, называется электрической цепью.

В источниках электрической энергии имеет место превращение какого-либо вида энергии (тепловой, механической, химической и др.) в электрическую.

В приемниках электрической энергии (в нагрузках) электриче­ская энергия превращается в другой вид энергии (механическую, тепловую и т. п.).

Электрические цепи, в которых токи и напряжения не изменяют­ся во времени, называются цепями постоянного тока.

Графическое изображение электрической цепи, показывающее последовательность соединения ее участков и отображающее ее свойства, называется схемой электрической цепи.Участок цепи, со­держащий только последовательно соединенные элементы (источ­ники, приемники), называются ветвью.Например, схема рис. 1со­стоит из шести ветвей (участки ad, ab, ас, bc, bd, cd).

Рис .1

Место соединения трех или более ветвей называется узлом (точка а, b, с, d на. рис. 1).

Замкнутый путь, проходящий по одной или нескольким ветвям, составляет контур электрической цепи.

Электрические цепи, сопротивление которых не зависит от вели­чины и направления тока, называются линейными. В таких цепях напряжения и токи связаны линейными алгебраическими уравнениями .Участки цепи, содержащие источники называют активными (на схеме рис. 1 участок ad), а не содержащие источников — пассив­ными.

2. Источники энергии в электрических цепях принято рассматри­вать как источники э.д.с. или как источники тока. К источникам э.д.с. относят источники электрической энергии, у которых напряже­ние на зажимах не зависит от величины тока, посылаемого источни­ком во внешнюю цепь. График зависимости напряжения от тока для такого источника представляет собой прямую линию, параллельную оси абсцисс (рис. 2).

Рис. 2

Такими свойствами может обладать только источник, внутреннее сопротивление которого равно 0. Практически все реальные источ­ники имеют внутреннее сопротивление. Реальные источники, внутреннее сопротивление которых очень мало по сравнению с сопротив­лением нагрузки, можно отнести к источникам э.д.с. Такие источни­ки имеют внешнюю характеристику близкую к характеристике идеального источника эдс (серебряно-цинковые и кислотные ак­кумуляторы, генераторы постоянного тока со смешанным возбуж­дением и др.).

Если внутреннее сопротивление реального источника условно вынести, то получим цепь, содержащую идеальный источник э.д.с.

Направление э.д.с. источника указано стрелкой (рис. 3). Необходи­мо иметь в виду, что на внешнем участке цепи ток направлен от положительного зажима источника к отрицательному; а внутри источника - от точки низшего потенциала к точке высшего потен­циала.

Рис. 3

К источникам тока относят источники электрической энергии, в которых ток не зависит от величины сопротивления нагрузки. В этом случае источник должен иметь внутреннее сопротивление значительно превышающее сопротивление нагрузки (т. е. иметь до­статочно малую внутреннюю проводимость ). Действительно, если >>R , то при изменении величины сопротивления нагрузки (R) ток в цепи почти не изменится; так как по закону Ома

Внешняя характеристика идеального и реального источника тока показана на рис. 4.

Рис. 4

Источниками тока можно считать, например, источники электри­ческой энергии, основанные на использовании излучения заряжен­ных частиц, выделяющихся при радиоактивном распаде вещества, генератор постоянного тока с последовательным возбуждением, ламповый генератор и т.п.

На схеме источники тока изображаются либо двойной стрелкой, либо стрелкой с не затушеванным острием. При изображении реального источника тока его внутренняя проводимость условно выносится и подключается параллельно источнику (рис. 5).

Рис. 5

Для удобства расчета электрических цепей иногда производят замену источников э.д.с. источниками тока или наоборот источников тока источниками э.д.с. Источники э.д.с. и источники тока являются эквивалентными, если они обладают одной и той же внешней характеристикой U = f (I). Найдем условие эквивалентности источни­ков э.д.с. и тока. Для источника э.д.с. напряжение на его зажимах определяется выражением

где U = IhRh - напряжение на зажимах источника;

Е - э.д.с. источника;

- внутреннее сопротивление источника;

Iн - ток в цепи (ток нагрузки)

Из этого выражения

1. 1

Дли источника тока величина тока определяется выражением

1. 2

Исходя из условия эквивалентности, приравняем правые части выражения (1.1) и (1.2)

Из полученного равенства находим выражения для перехода от источников э.д.с. к источникам тока

1. 3

и для перехода от источников тока к источникам эдс.

1. 4

Пример1. Схему цепи (рис. 6 а) преобразовать в эквивалентную схему с источниками э.д.с.

E1 = 230в; Iк=80ма; R1 = 1 ком; R3 = 2 ком; g0 = 5· сим

Рис. 6а

Решение:Пользуясь формулами (1.4), определим э.д.с. и внут­реннее сопротивление эквивалентного источника э.д.с. Е2

 

=

 

Эквивалентная схема с источниками э.д.с. будет иметь вид, показанный на схеме рис. 6 б.

Рис. 6б








Дата добавления: 2016-04-06; просмотров: 1184; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2021 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.