Nehéz elképzelni a modern világot villamos energia nélkül, a telefon újratöltés nélkül is megmarad, a filmnézés pedig egyszerűen lehetetlenné válik. Igen, ez a jelenség nélkül az élet nehéznek tűnik. De ahhoz, hogy megkapja, energiaáramra van szükség, amelynek fizikai alkotóeleme eltérő karakterű lehet. Az elektrotechnikában szokás az elemeket két csoportra bontani: egyenárammal vagy feszültség. Ideálisak, de csak elméletileg léteznek és valósak, amelyek a gyakorlatban is láthatók.
Ideális áramforrás (generátor)
Először fontolja meg az absztrakt változatot: az ebben az eszközben létrehozott aktuális verziót, mindig ugyanaz. Ohm törvénye alapján könnyen megállapíthatjuk, hogy a feszültség csak attól függ a csatlakoztatott terhelés ellenállása. Egy ilyen elem belső ellenállása végtelen, ezért nem befolyásolja a fő paramétert. Mivel az áramerősség állandó, csak a csatlakoztatott terhelés ellenállása befolyásolja az elméleti egység teljesítményértékét. Rövidzárlat esetén a forrás fő tulajdonsága is megmarad.
Egy ilyen ideális elem csak elméletben hozható létre, felhasználható az elektromágneses folyamatok modellezésében. A gyakorlatban egy ilyen rendszer megvalósítása lehetetlen, ezért figyelembe vesszük az anyagi variációt.
Igazi generátor
A fő különbség egy valódi és egy ideális eszköz között - a belső ellenállás jelenléte. Minél magasabb ez a paraméter, annál közelebb van az elem a továbbfejlesztett változathoz. Ebből következik, hogy a feszültség és a teljesítmény értéke véges, vagyis bizonyos munkatartományban vannak. Ugyanakkor a rendszer korlátozza a csatlakoztatott terhelést is. A problémák megoldásakor az igazi eszközt ideálisan ábrázolják, párhuzamosan csatlakoztatva a belső ellenállást.
A készülék működtetése lehetséges üresjárat (külső terhelés nélkül) annak a ténynek köszönhető, hogy a belső ellenállás miatt zárt hurok van. Ebben a módban a kimeneti áram nullára csökken. Rövid összekapcsoláskor (rövidzár üzemmód) a maximális értéket kapjuk, és a kimeneti feszültség 0-ra csökken.
Például egy ilyen eszközre fordulunk induktor. Ez a helyzet az áramkör nyitásakor érvényes. Tehát ebben a módban a potenciális különbség hirtelen növekszik az előző állapothoz képest. Az ebben az elemben felmerülő önindukció EMF-jéről szól. A feszültség növekedésével a tekercs felhalmozódik az energiával, csökkenéssel pedig azt adja a hálózatnak.
Egy másik példa erre másodlagos áramváltó, amelyet normál üzemi körülmények között mindig rövidre kell rövidíteni. Ellenkező esetben, ha törés történik benne, generátor lesz. Az energiamegtakarítás törvényéről szól, tehát a primer és a másodlagos tekercsek teljesítményének azonosnak kell lennie. Az elsődleges tekercs paraméterei változatlanok a transzformátor tervezési jellemzői miatt (a tekercsnek egy fordulata van). A másodlagos tekercs törése esetén a töltött részecskék nem mozognak rendezett módon, vagyis a feszültség hirtelen növekszik.
Ideális feszültségforrás (EMF)
Ideális eszköz esetén a feszültség: változatlan paraméter és nem függ a terhelőáram értékétől, belső ellenállása azonban 0. Ha ennek a készüléknek a létrehozása lehetséges, akkor a végtelen energiaforrást képviseli. Az áram és a teljesítmény nagysága a csatlakoztatott terhelés mellett végtelen számra növekedett. De amint tudjuk, az erőnek véges értéke van.
A leírt elem egy elméleti koncepció, a gyakorlatban az ilyen körülmények nem valósíthatók meg, ezért csak a modellezési folyamatokban használják.
Valós feszültségforrás
A valóságban van egy EMF berendezésünk, amelyet belső ellenállás jellemez, ezért az áramnak megvan határérték. A legtöbb eszközben a belső ellenállás elhanyagolható a külső mutatókhoz képest, és minél kisebb ez a paraméter, annál közelebb van az ideális opcióhoz. Az áram növekedésével feszültségcsökkenés következik be. A számításokban azt ideális EMF-forrásnak nevezik, soros csatlakozású ellenállással. A forrás árama 0, ha készenléti üzemmódot hoz létre. Rövidzárlat esetén a maximális értéket veszi igénybe, és a kimenetnél a potenciálkülönbség 0-ra válik.
Példaként vegye figyelembe újratölthető elem, amelynek működési elve egy kémiai reakción alapul.
következtetés
- Az igazi eszközök az ideális eszközökkel ellentétben tartalmaznak belső ellenállás.
- Ami az ideális árammérő eszköz és a feszültség közötti különbséget illeti, abban áll, hogy melyik paraméter állandó és nem függ a csatlakoztatott terheléstől. Ez megegyezik a nevükkel, az EMF készülékeknél - feszültség, a generátornál - az áram.
- Az egyenértékű áramkör felállításakor az áramforrás belső ellenállása párhuzamosan van csatlakoztatva, a feszültség sorosan csatlakozik.
- A valódi eszközök esetében különbség van a belső ellenállásban: jobb, ha a generátorok nagy ellenállással bírnak, az EMF-források esetén pedig kisebbek.
