Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

1.3. Источники ЭДС и тока

К активным элементам электрических цепей относятся источники ЭДС и источники тока.

Электродвижущая сила (ЭДС) – это количество энергии, затраченное сторонними силами на перенос единичного положительного заряда от меньшего потенциала к большему

За положительное направление э.д.с. принимается направление возрастания потенциала (рис. 1.6).

 

Таким образом, положительные направления  ЭДС и напряжения всегда противоположны.

Численно ЭДС равна разности потенциалов между выводами источника при разомкнутой цепи.

Если внутри источника  ЭДС не содержится пассивных элементов, то его внутреннее сопротивление r0 равно нулю. Такой источник  является идеальным.

На практике обычно приходится иметь дело с реальными источниками  ЭДС, обладающими некоторым внутренним сопротивлением (рис. 1.7).

В таких источниках напряжение на зажимах зависит от тока в нагрузке.

Напряжение на зажимах реального источника в работающей цепи определяется соотношением

Это выражение называют внешней характеристикой источника  ЭДС.

Анализируя внешнюю характеристику источника, можно сделать вывод, что напряжение на зажимах источника в режиме нагрузки всегда меньше  ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника. Зависимость напряжения от тока нагрузки показана на рис. 1.8 пунктирной линией. В свою очередь величина тока нагрузки зависит от сопротивления внешней цепи, поэтому можно считать, что напряжение на зажимах реального источника зависит от сопротивления внешней цепи.

В случае идеального источника внутренне сопротивление равно нулю. Напряжение на зажимах такого источника не зависит от тока нагрузки и равно  ЭДС источника U = E. Зависимость напряжения от тока в идеальном источнике показана на рис. 1.8 сплошной линией.

 Источники тока

Идеализированный источник тока – это активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах.

Считается, что внутреннее сопротивление идеального источника бесконечно велико, поэтому параметры внешней цепи не будут оказывать влияния на ток в источнике тока.  На электрических схемах источник тока обозначается так, как показано на рис. 1.9.


 Реальный источник тока обладает конечным внутренним сопротивлением или отличной от нуля проводимостью. Схема реального источника представлена на рис. 1.10. Ток реального источника определяется разностью тока идеального источника J и внутреннего тока I0:

где U – напряжение, приложенное к зажимам источника. Полученное выражение называют внешней характеристикой источника тока.

Зависимость тока источника от напряжения на его зажимах показано на рис. 1.11. В случае идеального источника внутренняя проводимость равна нулю и, исходя из уравнения внешней характеристики, можно заключить, что ток, идущий от источника равен току короткого замыкания источника. Эта зависимость показана на рис. 1.11 сплошной линией.

В случае реального источника   g≠ 0 и часть тока будет ответвляться через внутреннюю проводимость. Чем больше напряжение, приложенное к источнику, тем больший ток ответвляется и тем меньший ток поступает в нагрузку. Вольт-амперная характеристика реального источника показана на рис. 1.11 пунктирной линией. Источник тока – это теоретическое понятие, но оно часто применяется для расчета электрических цепей. Примером источника тока может служить пентод.

Эквивалентное   преобразование   источников   конечной    мощности

Преобразование какого-либо участка цепи по отношению к внешним зажимам называют эквивалентным, если напряжение и ток i на внешних зажимах при этом не изменяются.

 Рассмотрим условие эквивалентности реальных источников напряжения и тока, представленных на рис. 1.12, а,б.  Воспользуемся уравнением внешней характеристики источника  ЭДС

Поделим почленно это уравнение на r0


Здесь I – ток, протекающий через нагрузку;

Jкз = E/r0 – ток короткого замыкания источника  ЭДС; 

I0 = U/r0  – ток, протекающий через внутреннее сопротивление.

Отсюда  можно заключить, что  I0 = Jкз – I   или I = Jкз – I0, то есть получили внешнюю характеристику источника тока.

Следовательно, схему источника  ЭДС можно заменить схемой источника тока при условии, что ток короткого замыкания источника и внутренняя проводимость определятся выражениями:

В свою очередь, схему источника тока можно заменить схемой источника  ЭДС при условии, что внутреннее сопротивление и э.д.с. источника определятся выражениями:

Мощность источника ЭДС определяется произведением электродвижущей силы источника и тока в нагрузке

Мощность источника тока определяется произведением тока короткого замыкания и напряжения на зажимах источника:

Основные характеристики источников тока – Справочник химика 21

    ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА (ХИТ) [c.5]

    В табл. 27—29 приведены основные характеристики источников постоянного тока. [c.59]

    ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ ТОКА [c. 10]

    Рентгеновские трубки. Одним из наиболее распространенных типов трубок являются запаянные электронные трубки, представляющие стеклянный баллон, в котором создается высокий вакуум порядка 10 —10- Па. Источником пучка электронов служит катод-спираль из вольфрамовой проволоки, накаливаемой током до 2100—2200°С. Под воздействием высокого напряжения электроны с большой скоростью направляются к аноду и ударяются о впрессованную в его торце пластинку — антикатод, изготовляемый из металла, излучение которого используется для анализа (Сг, Ре, Си, Мо и пр.). Площадка на антикатоде, на которую падают электроны и которая служит источником рентгеновского излучения, называется фокусом. Трубки изготавливаются с обычным (5—10 мм и более) и острым (несколько сотых или тысячных долей мм ) фокусом, который может иметь различную форму (круглую, линейную). Поскольку рентгеновское излучение поглощается стеклом, для их выпуска в баллоне трубки предусмотрены специальные окна из пропускающих рентгеновское излучение веществ, например металлического бериллия, сплавов, содержащих легкие элементы.

Важнейшая характеристика рентгеновских трубок — их предельная мощность — произведение максимального напряжения на анодный ток. В табл, 9 приведены основные характеристики некоторых серийно выпускаемых рентгеновских трубок. [c.75]


    Требования к источникам питания для дуговой сварки. Основным свойством источника питания является его внешняя характеристика, представляющая собой зависимость напряжения источника от тока нагрузки. Сварочная дуга, являющаяся потребителем тока, в свою очередь характеризуется определенной зависимостью напряжения на дуговом промежутке от сварочного тока (статическая характеристика дуги). 
[c.261]

    Дать однозначный алгоритм выбора конкретного источника тока для любого проекта не представляется возможным. Но при четком представлении о приоритете требований сравнение основных характеристик источников тока разных электрохимических систем дает возможность выбрать их класс (первичные или вторичные ХИТ), а последующее детальное рассмотрение всего типоразмерного ряда реализованных источников тока выбранной системы позволяет принять окончательное решение.[c.17]

    Пиролюзит выпускают трех сортов пероксид I, II и III сортов. Для обеспечения требуемых электрических характеристик источников тока применяется в основном пероксид I и II сорта. Эта же руда используется как сырье для переработки ее в ГАП. Пероксид I сорта должен содержать не менее 87% МпОа, а II сорта — 82%. Обычно пиролюзиты содержат до 9% двуокиси кремния ЗЮг и до 87о воды. 

[c.57]

    Рассмотрим кратко характеристики основных гальванических элементов и аккумуляторов, и дадим общую их оценку как химических источников тока (табл. 1 и 2). [c.7]

    С целью систематизации изложенного выше материала в табл. 1.6 и на рис. 1.41 и 1.42 приведены основные характеристики важнейших ХИТ [1]. Из этих данных видно, что среди первичных ХИТ элементы МЦ системы, а среди аккумуляторов — свинцовые аккумуляторы, уступают по многим характеристикам источникам тока, позже разработанным. Тем не менее, в настоящее время марганцево-цинковые элементы и свинцовые аккумуляторы занимают ведущее место.

Это обусловлено их относительной дешевизной, доступностью сырья для изготовления, стабильностью характеристик. Масштабы производства и [c.122]

    Проект посвящен исследованию и оптимизации источника тока (ИТ) новою типа, в котором в качестве электродов применяются энергоемкие пиротехнические композиции. Подобный ИТ тока не имеет аналогов в отечественной и зарубежной технике, основными его преимуществами являются исключительные простота конструкции и технология изготовления, высокие эксплуатационные и удельные электрические характеристики и низкая стоимость (в 4. .. 8 раз ниже, чем импульсных тепловых источников тока с аналогичными характеристиками). [c.154]

    Универсальная установка А1612.У4 “Киев-4 для плазменного напыления состоит из источника питания, плазмотрона, газоприготовительной станции и порошкового дозатора дискового типа. Источник питания имеет три регулируемые ступени силы тока дуги (100, 200, 300 А). В установках использованы горелки ПГ-1Р и ПГ2Р, характеристики которых соответствуют вольт-амперным характеристикам источника питания вспомогательной и основной дуг.

В качестве плазмообразующих газов применяют дешевые смеси метана (пропана, бутана) с воздухом, что повышает мощность установки и снижает стоимость процесса напыления. [c.59]


    Ацетиленовая элементная сажа характеризуется тонкими кристаллами (рис. 21). Существует много различных сортов саж, которые в основном применяются в полиграфической промышленности или входят в состав резины. Однако все эти сажи не применяются в химических источниках тока, так как в несколько раз снижают электрические характеристики элементов. [c.59]

    Для проведения электросинтеза необходим источник постоянного тока. Наиболее целесообразно в лаборатории в качестве источника тока использовать селеновые двухполупериодные выпрямители. Отечественной промышленностью выпускаются выпрямители, предназначенные для зарядки аккумуляторных батарей (тип ВСА) и для нанесения гальванических покрытий (тип ВСГ). Основные характеристики этих выпрямителей представлены в табл.

8. [c.121]

    В последние десятилетия получили распространение литиевые источники тока. Благодаря отрицательному электродному потенциалу лития напряжение разомкнутой цепи в таких элементах достигает 3-4 В. Они выпускаются в виде традиционных цилиндрических конструкций или пуговичного типа и предназначаются в основном для питания радиоэлектронной аппаратуры. Интерес к ним объясняется уникальными техническими характеристиками большими токами разряда по сравнению с традиционными источниками, широким диапазоном рабочих температур (от -60 до +70 °С), длительным сроком хранения (до 10 лет и более), возможностью замены дорогостоящих материалов (серебра, кадмия, марганца, никеля, свинца и др.). 

[c.59]

    Электрохимические системы широко применяются в технике. К числу промышленных процессов можно отнести гальваностегию и рафинирование, электрополирование и электрохимическую обработку, а также электрохимическое производство хлора, каустической соды, алюминия и других веществ. Значительный интерес представляет преобразование энергии в-топливных элементах, а также в первичных и вторичных источниках тока. Кроме того, нельзя забывать о проблеме электрохимической коррозии. Электрохимические процессы используются и в некоторых опреснительных системах. Электрохимические методы находят применение в качественном и количественном анализе. Идеальные электрохимические системы представляют интерес для изучения процессов массопереноса и механизмов электродных реакций. Эти системы полезны также при определении основных характеристик переноса веществ. 

[c.331]

    ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА [c.5]

    Более важной характеристикой источника является яркость излучения, так как при недостаточной величине сигнала основной вклад в ошибку измерений дают дробовые шумы приемника. Действительно, как уже отмечалось в 11, регистрируемые флуктуации излучения в лампах с полыми катодами и в шариковых лампах связаны не с внутренними шумами ламп, а с дробовым эффектом приемника. При увеличении интенсивности сигнала эти шумы непрерывно убывают. В частности, поэтому флуктуации излучения в шариковых лампах оказываются ниже уровня шумов в лампах с полым катодом, питаемых постоянным током. С указанной точки зрения высокочастотные шариковые лампы и высокочастотные лампы с полыми катодами более предпочтительны по сравнению с остальными источниками линейчатых спектров. 

[c.98]

    Расчеты катодной защиты подземного сооружения выполняются для определения мощности катодных установок и рационального размещения их вдоль трассы подземного сооружения. Место установки станции катодной защиты (СКЗ) выбирают, исходя из ряда факторов, таких, как наличие источников электроэнергии, удобство обслуживания и главным образом распределение потенциалов (плотности тока) вдоль сооружения. Зная закономерности распределения потенциалов и величину минимально необходимого смещения потенциала (или величину защитного потенциала), можно оценить зону защитного действия нри заданном режиме. Варьируя величины силы тока СКЗ, можно подобрать такой шаг расстановки защитных устройств, который отвечает получению максимального экономического эффекта. Величину силы тока соответственно следует признать основной характеристикой катодной установки, которая задается при проектировании и легко поддается регулированию. 

[c.277]

    Поскольку нет универсального ионного источника, пригодного для решения любых аналитических задач, важным условием является его предварительный выбор применительно к решению конкретных вопросов анализа. Основной характеристикой ионного источника является эффективность ионизации. Очевидно, она должна быть достаточно высока, чтобы обеспечить получение наибольших ионных токов из небольших образцов. [c.105]


    Для каждой ванны устанавливают индивидуальный источник тока, а при необходимости подачи тока большей силы подключают параллельно несколько выпрямителей.
Основные характеристики выпрямителей даны в табл. 34. [c.56]

    Основными специфическими требованиями, которым в ряде случаев должны отвечать химические источники тока, являются высокие значения удельных характеристик, механическая прочность, широкий интервал рабочих температур, пологость разрядных характеристик, малое внутреннее сопротивление, возможность работы при любой пространственной ориентации, удобства эксплуатации. [c.7]

    Основное влияние на снижение рабочего напряжения источника тока при повышении разрядной нагрузки зачастую оказывают омические потери напряжения в электролите. Уменьшить эти потери можно как снижением электродной плотности тока при развитии поверхности электродов, так и максимальным сближением электродов. Минимум межэлектродного расстояния определяется опасностью появления коротких замыканий через выкрашивающееся активное вещество или металлическую губку, образующуюся на поверхности отрицательного электрода, а в некоторых случаях ограничивается и количеством необходимого электролита. Зависимость рабочего напряжения от величины тока разряда может быть выражена графически в виде вольт-амперных характеристик. [c.11]

    В конструкциях некоторых батарей предусматривается электрический обогрев. Внутри корпуса источника тока располагается проволочное сопротивление, которое во время работы батареи подключается к секции батареи или к отдельному источнику тока. Выделяющееся при прохождении тока тепло подогревает электролит основной батареи и позволяет получить хорошие электрические характеристики при ее разряде. Температура в таких батареях регулируется с помощью реле с биметаллической [c.34]

    Ацетиленовая элементная сажа характеризуется тонкими кристаллами (рис. 22). Существует много различных сортов саж, которые в основном применяются в полиграфической промышленности или входят в состав резины. Однако все эти сажи не применяются в химических источниках тока, так как в несколько раз снижают электрические характеристики элементов. Так, например, элементы № 336 с сажей ТМ-ЮО, обычно используемой для изготовления резины, отдают всего 10% номинальной емкости элементов с ацетиленовой элементной сажей. Ацетиленовая сажа должна содержать не более 0,1% влаги, при большем количестве воды наблюдается образование комков, затрудняющих равномерное перемешивание сажи с двуокисью марганца. Содержание золы в ацетиленовой саже не превышает 0,02%), а растворимых в ацетоне веществ — не более 0,25%. Удельное сопротивление сажи, спрессованной под давлением 1 т/сл , составляет 0,003—0,005 ом см, а насыпной вес 100 мл вещества равен 5,6—6 г. Ацетиленовая сажа не содержит органических веществ и по этому признаку отличается от большинства других саж, поверхность которых закрыта слоем углеводородов. Такой слой является причиной высокого удельного сопротивления саж, используемых в резиновой промышленности. Поверхность всех частиц ацетиленовых саж достаточно велика и достигает 70—100 ж /г. Чем больше поверхность, тем лучше контакт частиц двуокиси марганца с сажей. Эта величина отличается от видимой поверхности, так как в ее состав входит поверхность всех пор между отдельными частицами. [c.64]

    Основные технические характеристики источников постоянного тока для питания сварочной дуги приведены в табл. 13 и 14, технические данные машин для стыковой сварки приведены в табл. 15. [c.87]

    Лучить высокие удельные характеристики элементов. Для предохранения от потерь элементы хранятся в нерабочем состоянии и активируются непосредственно перед подключением под нагрузку. Такие ГЭ получили название активируемых или резервных элементов (РЭ). Активирование РЭ заключается в заливке электролита или активного реагента или нагревании элемента. Анодом в РЭ обычно служит магний, окислителями — хлориды серебра, меди, свинца, органические соединения, персульфаты, окислы свинца, марганца, галогены и их соединения. Резервные элементы были подробно рассмотрены в [26]. В последнее время опубликовано несколько обзоров по этим источникам тока [22, 47, 48]. Поэтому остановимся лишь на основных способах активирования и некоторых конкретных системах. [c.67]

    Из соседних сооружений особенно важны расположение и удаленность линий трамвая, электрических железных дорог, мест отсасывающих пунктов этих линий, основная характеристика питания. Должно быть обязательно отмечено расположение всех телефонных, телеграфных и силовых линий, а также их столбов, которые могут быть использованы для подвески линий питаний катодной заи иты, или явиться источниками утечек тока. [c.213]

    Современные полярографы в зависимости от их сложности требуют различных источников питания. Они характеризуются следующими основными характеристиками выходным напряжением током нагрузки коэффициентом [c.117]

    Основной характеристикой в количественном полярографическом анализе является величина предельного тока (высота по-лярографической волны на полярограмме), ошибки измерени5 которого являются одним из главных источников ошибок полярографического метода. В этом случае необходимо различать [c.60]

    Динамический диапазон АЦП является одной из основных характеристик, определяющих эффективность работы всей системы Динамический диапазон в процессе сканирования масс спектра может рассматриваться как диапазон между нижним пределом регистрации пика, содержащего такое малое число ионов, чтобы он мог еще регистрироваться как самостоятельный пик, и верхним пределом соответствующим вводу такого количества образца в ионный источник, что ионный ток стре мится к насыщению (приблизительно 10 А) Амплитуда импульса, соответствующего одному иону, при средних скоростях сканирования эквивалентна примерно 0,5 10 А Таким обра зом, динамический диапазон должен составлять не менее 10 Так как быстродействующий аналого цифровой преобра зователь не может обеспечить столь большой динамический диапазон, то эффективный диапазон системы увеличивают путем деления выходного сигнала среди ряда усилителей, имеющих разные коэффициенты усиления, и подключения всех этих каналов через мультиплексор Другой вариант заключается в использовании программируемого усилителя, управляемого системой обработки данных [71] [c. 47]

    Одной из основных характеристик количественного масс-спектрального анализа является коэффициент относительной ионизуемости, или коэффициент чувствительности, связывающий интенсивность ионного тока и количество образца, вводимого в ионный источник. [c.127]

    Органические иодсодержащие комплексы с переносом заряда, широко применяемые в настоящее время в качестве твердого катодного материала для высокоэнергетических литиевых химических источников тока, синтезируются в основном на базе поли-2-ви-нилпиридина, полученного полимеризацией в растворе [1—3]. В связи с этим представляет интерес сравнение кондуктометрических характеристик комплексов полимеров, синтезированных на на основе различных винил-пиридинов (2-ВИПИЛ-, 4-ви-НИЛ-, 2-метил-5-винил-), а также комплексов па основе поли-2-винилпиридина, полученного полимеризацией в растворе и эмульсионной полимеризацией, которая обладает целым рядом преимуществ (в первую очередь, технологических) по сравнению с растворной.[c.77]

    В книге излагаются основные сведения о важнейших видах химических источников тока. Приводится номенклатура выпускаемых промышленностью щелочных и свинцовых аккумуляторов и гальванических эле.чентов и рассматриваются их электрические и эксплуатационные характеристики. Даются рекомендации по выбору аккумуляторов для различных условий работы. Описываются свойства материалов, применяемых для изготовления химических источников тюка. Освещаются вопросы техники безопасности при работе с аккумуляторами. [c.2]

    Так как основной системой в ЭХГ является батарея топливных элементов, то часть книги посвящена рассмотрению топливных элементов, включая термодинамику, кинетику и характеристики элементов. В книге кратко рассмотрены общие вопросы ЭХГ и более подробно водородно-кислородные (воздушные), ги-дразино-кислородные (воздушные) ЭХГ и ЭХГ на углеродсодержащем топливе. В заключении книги проведено сравнение ЭХГ с другими источниками тока и при–ведены области применения ЭХГ. В задачу книги не входил анализ всех теоретических и экспериментальных работ в области топливных элементов и ЭХГ. Книга не претендует на освещение всех разработанных и испытанных ЭХГ, так как это значительно увеличило бы ее объем. В книге рассматриваются лишь основные проблемы топливных элементов и ЭХГ, некоторые пути их решения и достигнутые результаты. [c.4]

    Многие авторы предпринимали попытки улучшить основные характеристики фотографической эмульсии как детектора ионов (Ахерн, 1966), несмотря на то что ряд принципиальных недостатков фотографического метода регистрации ионов ограничивает его возможности. В некоторых лабораториях ведутся работы над созданием систем электрической регистрации ионных токов для масс-спектрометров с искровым источником ионов. Основные условия, которые для этого необходимы, и некоторые предварительные результаты, полученные в этой области, обсуждаются в настоящей главе. [c.139]

    Характеристики МОЭ. К основным достоинствам медноо кис-ных элементов относятся ничтожный саморазряд и большой срок службы. Положительный электрод, являюшийся ограничителем емкости элемента, практически не подвергается саморазряду из-за своего сравнительно низкого потенциала (ниже равновесного кислородного). Цинковый же электрод, подверженный вообще малой коррозии, имеет к тому же значительный запас емкости. Все это и обусловливает практическое отсутствие самораз,ряда элемента в течение длительного времени. МОЭ мо1гут работать до 10—15 лет без заметного снижения емкости. Элементы имеют плавную разрядную кривую (рис. 2-7). Низкое разрядное напряжение, равное 0,7—0,5 в, самое низкое из всех Практических систем химических источников тока, и необходимость применения значительного количества жидкого электролита являются серьезными недостатками системы, ограничивающими ее использование. [c.30]

    Из многих источников блуждающих токов наиболее опасными, с точки зрения коррозионного разрушения подземных металлических сооружений, являются постоянные токи большой мощности, попадающие в землю от электрифицированных железных дорог, трамвая, катодных установок, линий электропередачи и др. Характеристика основных иоточников блуждающих токов рассматривается в главе III. [c.10]

    Основными типами разрядов постоянного тока являются следующие темный, или таунсендовский, тлеющий и дуговой (рис. 1.1). Таунсендовский разряд несамоподдерживающийся, и для его существования кроме приложения электрического поля необходим внешний источник электронов. С увеличением разности потенциалов между электродами происходит переход от темного разряда к тлеющему, разряд становится самоподдерживающимся и характеризуется тем, что разность потенциалов между электродами практически не зависит от величины тока. При достижении более высоких значений силы тока происходит второй переход — вместо тлеющего разряда возникает дуговой. Условия экспериментов, описываемые пересечением кривой нагрузочной характеристики источника питания с кривой вольт-амперной характеристики разряда, определяют конкретный тип разряда. [c.12]

    Одной из основных характеристик ХИЭЭ является напряжение при разряде. Оно зависит от э. д. с. применяемой электродной пары (т. е. от разности потенциалов электродов при отсутствии отбора от них тока), от поляризации электродов при работе (т. е. от изменения потенциалов электродов при отборе тока) и от падения напряжения на преодоление внутреннего электросопротивления источника энергии. [c.394]


2.06. Транзисторный источник тока

ГЛАВА 2. ТРАНЗИСТОРЫ

НЕКОТОРЫЕ ОСНОВНЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ СХЕМЫ



Хотя источники тока не столь известны, они не менее полезны и важны, чем источники напряжения. Источники тока представляют собой прекрасное средство для обеспечения смещения транзисторов, и кроме того, незаменимы в качестве активной нагрузки для усилительных каскадов с большим коэффициентом усиления и в качестве источников питания эмиттеров для дифференциальных усилителей. Источники тока необходимы для работы таких устройств, как интеграторы, генераторы пилообразного напряжения. В схемах усилителей и стабилизаторов они обеспечивают широкий диапазон напряжений. И наконец, источники постоянного тока требуются в некоторых областях, не имеющих прямого отношения к электронике, например в электрохимии, электрофорезе.

Рис. 2.20.

Подключение резистора к источнику напряжения. Схема простейшего источника тока показана на рис. 2.20. При условии что Rн » R (иными словами, Uн » U), ток сохраняет почти постоянное значение и равен приблизительно I = U/R. Если нагрузкой является конденсатор, то, при условии что Uконд » U, он заряжается с почти постоянной скоростью, определяемой начальным участком экспоненты, характерной для данной RC-цепи.

Простейшему резистивному источнику тока присущи существенные недостатки. Для того чтобы получить хорошее приближение к источнику тока, следует использовать большие напряжения, а при этом на резисторе рассеивается большая мощность. Кроме того, током этого источника трудно управлять в широком диапазоне с помощью напряжения, формируемого где-либо в другом узле схемы.

Упражнение 2.6. Допустим, нам нужен источник тока который бы обеспечивал точность 1% в диапазоне изменения напряжения на нагрузке от 0 до +10 В. Какой источник напряжения нужно подключить последовательно к резистору?

Упражнение 2.7. Допустим, что в предыдущем упражнении требуется получить от источника ток 10 мА. Какая мощность будет рассеиваться на резисторе? Какая мощность передается нагрузке?

Рис. 2.21. Транзисторный источник тока: основная идея.

Какая мощность передается нагрузке? Транзисторный источник тока. Очень хороший источник тока можно построить на основе транзистора (рис. 2.21). Работает он следующим образом: напряжение на базе Uб > 0,6 В поддерживает эмиттерный переход в открытом состоянии: Uэ = Uб – 0,6 В. В связи с этим Iэ = Uэ/Rэ = (Uэ – 0,6/Rэ. Так как для больших значений коэффициента h21эIэ ≈ Iк, то Iк ≅ (Uб – 0,6 В)/Rэ независимо от напряжения Uк до тех пор, пока транзистор не перейдет в режим насыщения (Uк > Uэ + 0. 2 В).

Смешение в источнике тока. Напряжение на базе можно сформировать несколькими способами. Хороший результат дает использование делителя напряжения, если он обеспечивает достаточно стабильное напряжение. Как и в предыдущих случаях, сопротивление делителя должно быть значительно меньше сопротивления схемы со стороны базы по постоянному току h21эRэ. Можно воспользоваться также зенеровским диодом и использовать для смещения источник питания Uкк, а можно взять несколько диодов, смещенных в прямом направлении и соединенных последовательно, и подключить их между базой и соответствующим источником питания эмиттера. На рис. 2.22 показаны примеры схем смещения. В последнем примере (рис. 2.22,6) транзистор p-n-p – типа питает током заземленную нагрузку (он – источник тока). Остальные примеры (в которых используются транзисторы n-р-n – типа.) правильнее было бы называть «поглотителями» тока, но принято называть все схемы такого типа источниками тока. [Название «поглотитель» и «источник» связано с направлением тока; если ток поступает в какую-либо точку схемы, то это источник, и наоборот]. В первой схеме сопротивление делителя напряжения составляет приблизительно 1,3 кОм и очень мало по сравнению с сопротивлением со стороны базы, составляющим ≅100кОм (для h21э = 100). Любое изменение коэффициента β, связанное с изменением напряжения на коллекторе, не повлияет существенным образом на выходной ток, так как соответствующее изменение напряжения на базе совсем мало. В двух других схемах резисторы в цепи смещения выбраны так, чтобы протекающий ток составлял несколько миллиампер, – этого достаточно, чтобы диоды были открыты.

Рабочий диапазон. Источник тока передает в нагрузку постоянный ток только до определенного конечного напряжения на нагрузке. В противном случае источник тока был бы способен генерировать бесконечную мощность. Диапазон выходного напряжения, в котором источник тока ведет себя как следует, называется рабочим диапазоном. Для рассмотренных только что транзисторных источников тока рабочий диапазон определяется из того, что транзистор должен находиться в активном режиме работы. Так, в первой схеме напряжение на коллекторе можно понижать до тех пор, пока не будет достигнут режим насыщения, т. е. до +12 В. Вторая схема, с более высоким напряжением на эмиттере, сохраняет свойства источника лишь до значения напряжения на коллекторе, равного приблизительно + 5,2 В.

Во всех случаях напряжение на коллекторе может изменяться от значения напряжения насыщения до значения напряжения питания. Например, последняя схема работает как источник тока в диапазоне напряжения на нагрузке, ограниченном значениями 0 и +8,6 В. Если в нагрузке используются батареи или собственные источники питания, то напряжение на коллекторе может быть больше, чем напряжение источника питания. При использовании такой схемы рекомендуется следить за тем. чтобы не возник пробой транзистора (напряжение Uкэ не должно превышать значение Uкэпроб – напряжение пробоя перехода коллектор-эмиттер) и не рассеивалась излишняя мощность (определяемая величиной произведения IкUкэ). В разд. 6.07 вы увидите, что для мощных транзисторов область безопасной работы определяется специально.

Упражнение 2.8. В схеме имеются два стабилизированных источника напряжения: +5 и 15 В. Разработайте схему источника тока на основе транзистора n-р-n – типа, которая бы обеспечивала ток +5 мА. В качестве источника напряжения для базы используйте источник +5 В. Чему равен рабочий диапазон в такой схеме?

В источнике тока напряжение на базе не обязательно должно быть фиксированным. Если предусмотреть возможность изменения напряжения Uб, то получим программируемый источник тока. Если выходной ток должен плавно отслеживать изменения входного напряжения, то размах входного сигнала uвх (напоминаем, что строчными буквами мы договорились обозначать изменения) должен быть небольшим, таким, чтобы напряжение на эмиттере никогда не уменьшалось до нуля. В таком источнике тока изменение выходного тока будет пропорционально изменениям входного напряжения.

Недостатки источников тока. Как сильно отличается транзисторный источник тока от идеального? Иными словами, изменяется ли ток в нагрузке при изменении, скажем напряжения, т.е. имеет ли источник тока эквивалентное сопротивление конечной величины (Rэкв

1. При заданном токе коллектора и напряжение Uбэ, и коэффициент h21э (эффект Эрли) несколько изменяются при изменении напряжения коллектор-эмиттер. Изменение напряжения Uбэ, связанное с изменением напряжения на нагрузке, вызывает изменение выходного тока, так как напряжение на эмиттере (а следовательно, и эмиттерный ток) изменяется, даже если напряжение на базе фиксировано. Изменение значения коэффициента h21э приводит к небольшим изменениям выходного (коллекторного) тока при фиксированном токе эмиттера, так как Iк = Iэ – Iб; кроме того, немного изменяется напряжение на базе в связи с возможным изменением сопротивления источника смешения, обусловленного изменениями коэффициента h21э (а следовательно, и тока базы). Эти изменения незначительны. Например, изменение выходного тока для схемы, представленной на рис. 2.22, a, составляет приблизительно 0,5% для транзистора типа 2N3565. В частности, при изменении напряжения на нагрузке от 0 до 8 В эффект Эрли обусловливает изменение тока на 0,5%, а нагрев транзистора – на 0,2%. Изменение коэффициента вносит дополнительный вклад в изменение выходного тока – 0,05% (для жесткого делителя напряжения). Все эти изменения приводят к тому, что источник тока работает хуже, чем идеальный: выходной ток немного зависит от напряжения и, следовательно, его сопротивление не бесконечно. В дальнейшем вы узнаете, что есть методы, которые позволяют преодолеть этот недостаток.

2. Напряжение Uбэ и коэффициент h21э зависят от температуры. В связи с этим при изменении температуры окружающей среды возникает дрейф выходного тока. Кроме того, температура перехода изменяется при изменении напряжения на нагрузке (в связи с изменением мощности, рассеиваемой транзистором) и приводит к тому, что источник работает не как идеальный. Изменение напряжения и Uбэ в зависимости от температуры окружающей среды можно скомпенсировать с помощью схемы, показанной на рис. 2.23. В этой схеме падение напряжения между базой и эмиттером транзистора Т2 компенсируется падением напряжения на эмиттерном переходе Т1 который имеет такие же температурные характеристики. Резистор R3 играет роль нагрузки для Т1, необходимой для задания втекающего тока базы транзистора Т2.

Рис. 2.23. Один из методов температурной компенсации источника тока.

Улучшение характеристик источника тока. Вообще говоря, изменение напряжения Uбэ, вызванное как влиянием температуры (относительное изменение составляет приблизительно -2 мВ/°С), так и зависимостью от напряжения Uбэ (эффект Эрли оценивается величиной ΔUбэ ≈ -0,001 ΔUкэ), можно свести к минимуму, если установить напряжение на эмиттере достаточно большим (по крайней мере 1 В), тогда изменение напряжения Uбэ на десятые доли милливольта не приведет к значительному изменению напряжения на эмиттерном резисторе (напомним, что схема поддерживает постоянное напряжение на базе). Например, если Uэ = 0,1В (т. е. к базе приложено напряжение 0,7 В), то изменение напряжения Uбэ на 10 мВ вызывает изменение выходного тока на 10%, если же Uэ = 1,0 В, то такое же изменение Uбэ вызывает изменение тока на 1%. Однако, не стоит заходить слишком далеко. Напомним, что нижняя граница рабочего диапазона определяется напряжением на эмиттере. Если в источнике тока, работающем от источника питания +10 В, напряжение на эмиттере сделать равным +5 В, то диапазон выхода будет равен немного менее 5 В (напряжение на коллекторе может изменяться от Uэ + 0,2 В до Uкк, т. е. от 5,2 до 10 В).


Рис. 2.24. Каскодный источник тока, обладающий повышенной устойчивостью к изменениям напряжения на нагрузке.

На рис. 2.24 показана схема, которая существенно улучшает характеристики источника тока. Источник тока Т1 работает, как и прежде, но напряжение на коллекторе фиксируется с помощью эмиттера Т2. Ток, текущий в нагрузку, такой же, как и прежде, так как коллекторный (для Т2) и эмиттерный токи приблизительно равны между собой (из-за большого значения h21э). В этой схеме напряжение Uкэ (дая Т1) не зависит от напряжения на нагрузке, а это значит, что устранены изменения напряжения Uбэ, обусловленные эффектом Эрли и температурой. Для транзисторов типа 2N3565 эта схема дает изменение тока на 0,1% при изменении напряжения на нагрузке от 0 до 8 В; для того чтобы схема обеспечивала указанную точность, следует использовать стабильные резисторы с допуском 1%. (Кстати, эту схему используют в высокочастотных усилителях, где она известна под названием «каскод»). В дальнейшем вы познакомитесь со схемами источников тока, в которых используются операционные усилители и обратная связь, и в которых также решена задача устранения влияния изменений Uбэ на выходной ток.

Влияние коэффициента h21э можно ослабить, если выбрать транзистор с большим значением h21э, тогда ток базы будет вносить незначительный вклад в ток эмиттера.

Рис. 2.25. Транзисторный источник тока с использованием напряжения Uбэ в качестве опорного.

На рис 2.25 показан еще один источник тока, в котором выходной ток не зависит от напряжения питания. В этой схеме напряжение Uбэ транзистора Т1, падая на резисторе R1, определяет выходной ток независимо от напряжения Uкк

Uвых = Uбэ/R2U2.

С помощью резистора R1 устанавливается смещение транзистора Т2 и потенциал коллектора Т1, причем этот потенциал меньше, чем напряжение Uкк, на удвоенную величину падения напряжения на переходе; тем самым уменьшается влияние эффекта Эрли. В этой схеме нет температурной компенсации; напряжение на R2 уменьшается приблизительно на 2,1 мВ/°С и вызывает соответствующее изменение выходного тока 0,3%/°С).


Модель Эберса-Молла для основных транзисторных схем


определение и сущность. Источник тока и его основные характеристики

Каждый источник тока имеет следующие характеристики, определяющие условия его рационального использования: электродвижущая сила или ЭДС и внутреннее сопротивление.

Электродвижущая сила источника тока – это величина, измеряемаяотношением работы, затрачиваемой сторонними силами на перемещение заряда по замкнутой цепи, к величине этого заряда, т.е.:

На рисунке 19 показана разница между ламинарным потоком и турбулентным потоком. Слишком низкое число Рейнольдса указывает на медленное вязкое движение, когда эффекты инерции незначительны. Умеренное число Рейнольдса характеризует плавное изменение. Высокое число Рейнольдса указывает на турбулентный поток, который со временем может медленно меняться.

Однако число Рейнольдса для каждой геометрии различно. Из-за того, что на него влияют несколько факторов, ветер на высоте, где он используется для получения в ветрогенераторах, характеризуется как турбулентный. А представляет эффект неравномерного распределения скорости ветра вдоль прокатной области ротора при скорости потока вверх лопастей вращающегося ротора. В открытой среде скорость ветра и турбулентность всегда распределяются неравномерно по пространству вокруг лопастей ротора. Многие порывы ветра поражают ротор не в целом, а только с одной стороны или только частично.

ЭДС измеряется в вольтах (В).

Внутреннее сопротивление источника определяет проводящие свойства той среды, которая имеется внутри источника.

Закон Ома для замкнутой цепи.

Замкнутая цепь содержит: источник тока, сопротивления (потребители тока), приборы для контроля характеристик тока, провода, ключ. Примером может служить цепь, приведенная на рис.5. По отношению к источнику тока можно выделит внешнюю цепь, содержащую элементы, находящиеся вне данного источника, если проследить за током от одной его клеммы до другой, и внутреннюю, к которой относят проводящую среду внутри источника обозначим сопротивление внешней цепи через R , внутреннее сопротивление источника г. Тогда ток в цепи определяется по закону Ома для замкнутой цепи, который гласит, что ток в замкнутой цепи прямо пропорционален величине ЭДС и обратно пропорционален сумме внутреннего и внешнего сопротивления цепи, т.е.

Этот факт имеет важное значение для реакции структуры относительно вращающегося ротора. Роторные лопасти «поражают» всплески, а локальная скорость ветра изменяется с тангенциальной скоростью. Наблюдатель, путешествующий с лопастью ротора, испытывает эти изменения скорости значительно сильнее, чем в устойчивом состоянии. Кроме того, в зависимости от продолжительности всплеска и скорости вращения ротора лопасть ротора может иметь один и тот же взрыв несколько раз.

В этой работе основные принципы, связанные с ветровой энергией, были представлены простым и объективным образом, будучи доступными для студентов и преподавателей. Необходимо распространять контент, связанный с ветроэнергетикой, поскольку это богатая возобновляемая энергия, которая представляет большой потенциал для крупномасштабного производства. Бразилия – страна, богатая возобновляемыми ресурсами, но ей необходимо вкладывать больше средств в эти районы и становиться менее зависимыми от источников загрязнения, таких как те, которые используются на термоэлектрических установках.

Из этого закона вытекают следующие частные случаи:

Если R стремится к нулю (т.е. R то ток стремится к максимально возможному значению , называемому током короткого замыкания. Этот ток опасен для источников, поскольку вызывает перегрев источника и необратимые изменения проводящей среды внутри него.

Дисциплина физики затрагивает многие ситуации, связанные с генерированием электричества, и может открыть дверь для вставки содержимого, относящегося к системе образования, и очень актуального в текущем контексте, сочетая, таким образом, знание физических явлений с размышлением о сохранении окружающей среды.

Кроме того, использование такого контента в классе может служить стимулом для изучения физики и смежных областей. Добавьте эту мысль к будущим профессионалам, которые будут работать на рынке труда и будут нести ответственность за сохранение окружающей среды, способствующей последующим поколениям.

Если R стремится к бесконечно большой величине (т.е. при условии, что R >>), ток уменьшается, и падение напряжения внутри источника становится намного меньше , следовательно. Значит, величину ЭДС источника можно практически измерить с помощью вольтметра, присоединенного к клеммам источника при условии, что сопротивление вольтметра R v » r при разомкнутой внешней цепи.

Глобальный совет по ветроэнергетике, Глобальный отчет о ветре – Ежегодное обновление рынка. Дидактический ноутбук. Дутра, энергия ветра: принципы и технологии. Кастро, Введение в ветроэнергетику: возобновляемые источники энергии и децентрализованное производство, 4-е изд.

Хау, ветряные турбины: основы, технологии, применение, экономика. Хансен, Аэродинамика ветряных турбин, 2-е изд. Сильва, Ветряные мельницы будущего. Брунетти, Механика жидкости, 2-е изд. Эберхардт, Физика в школе 7, 43. Хондзо, Механика жидкости, 3-е изд.

Белый, Механика жидкости, 6-е изд. Если оба имени не приносят ваш разум к его значению, вам может быть проще разместить ваш мобильный телефон для зарядки и отметить, что черный ящик, который подключен к сокете и где подключается кабель, который подключается к вашему мобильному телефону, является тем, что мы говорим. В этой статье мы попытаемся понять, почему нам нужны эти источники, чтобы наша электроника могла работать.

Законы Кирхгофа для разветвленных цепей.

Разветвленной считают цепь, в которой можно выделить два или более узла. Узлом называется точка, в которой сходятся более чем два проводника (рис. 5, точки 3 и 6).


К таким цепям применимы законы Кирхгофа, позволяющие провести полный расчет цепи, т.е. определить токи в каждом проводнике.

Мне действительно нужен этот маленький черный ящик между моим мобильным телефоном и настенной розеткой? Если каждый использует электроэнергию, то что вызывает это различие? Ну, прежде всего, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно понять, как подается питание от розетки и как она проходит после прохождения через ваш мобильный телефон или любое другое электронное устройство, которое его использует.

Для этого мы вспомним некоторые основные понятия электричества, изучаемые в школе. Электроны – чрезвычайно мелкие частицы, которые окружают ядро ​​атомов, которые, в свою очередь, составляют всю материю, существующую во Вселенной. Электрический ток – это поток электронов внутри проводника, движущегося из одной точки в другую. Этот поток электронов отвечает за работу электронных устройств, а также за перемещение водяных мельниц, турбин, садовых спринклеров и т.д. многие ошибочно используют вольт в качестве единицы измерения электрического тока, но правильной единицей измерения тока является ампер.

Первый закон: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю, т.е.. При этом токи, текущие к узлу, берутся со знаком плюс, а токи, текущие от узла – со знаком минус, или наоборот.

Второй закон: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной цепи проводников, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков цепи равна алгебраической сумме ЭДС в этом контуре, т.е. .

Вольт – это единица, используемая для измерения электрического напряжения, что на практике является силой, заставляющей электроны двигаться, так же, как давление в шланге заставляет воду выходить и орошать сад. Нет давления, нет воды, нет напряжения, нет электрического тока. Использование напряжения для измерения электрического тока аналогично утверждению, что давление в шланге измеряется в литрах, когда на самом деле измеряется только количество воды в этом устройстве.

Напряжение может принимать две разные полярности: положительные и отрицательные. Это в основном служит для информирования нас, какое направление электрона «толкает» напряжение. Если мы отменим полярность на концах провода, где электроны следуют в одном направлении, они «тормозят» и идут в противоположном направлении. Он перестает работать, потому что он предназначен для работы с электронами, следующих в определенном направлении, а не в противоположном направлении.

Для составления уравнений по второму закону Кирхгофа необходимо иметь в виду следующие правила:

1. Произвольно выбирается направление обхода контура (по часовой стрелке или против).

2. Произвольно выбираются и обозначаются направления токов во всех участках цепи, причем в пределах одного участка (т.е. между соседними узлами) ток сохраняется как по величине, так и по направлению.

Напряжение, определяющее направление потока электронов в металлической проволоке. Существуют два способа подачи электроэнергии по проводам: переменный ток и постоянный ток. Различные виды пилы, разные движения, выполняющие ту же работу. Обратите внимание, что на изображении изображены два разных типа пил, слева – знаменитая пила для мясника, которая используется для резки мяса, содержащего кости. Обратите внимание, что эта пила имеет непрерывное движение в том же направлении, что и для выполнения режущих работ.

Правая ручная пила – это ручная пила, широко используемая для ремонтных работ на различных объектах, потому что она легкая и портативная. Эта работа работает по-разному, используя движение назад и вперед, чтобы вырезать материал. Мы видим, что оба были сделаны, чтобы сократить вещи, но они делают это по-другому и имеют конкретные ниши действия.

    Если выбранное направление обхода совпадает с направлением тока, то произведение тока на сопротивление i x R x берется со знаком “плюс”, и наоборот.

Покажем применение законов Кирхгофа на примере цепи, приведенной на рис.8. Направление токов показано на чертеже. На основе 1-го закона Кирхгофа для узла 3 имеем: . На основе 2-го закона Кирхгофадля контура 12361 можно записать: , а для контура 34563: Если известны сопротивления участков цепиr x , R x и включенные в них ЭДС топриведенная система 3-х уравнений позволяет рассчитать токи, текущие в отдельных проводниках.

Постоянный ток функционирует как пила для мясника, его поток находится в одном направлении, и его движение остается непрерывным, в то время как переменный ток функционирует как дуговая пила, чей поток чередуется между индами и приходами. Как и пилы, непрерывная и чередующаяся цепи выполняют одну и ту же работу по-разному. Чтобы понять это лучше, давайте посмотрим «лицо» обоих типов электрического тока, используя простую графику.

Прямой поток, Прямая диаграмма без возврата. Вертикальные оси на графиках представляют собой шкалу напряжения, а горизонтальная ось истекшей шкалы времени, синяя линия натяжения и цвет зеленый и оранжевый используется, чтобы сообщить об этом направлении тока по отношению к напряжению. В середине вертикальной линии, мы имеем 0 вольт.

Правила Кирхгофа применимы не только для цепей постоянного тока. Они справедливы и для мгновенных значений тока и напряжения цепей, в проводниках, которых электрическое поле изменяется сравнительно медленно. Электромагнитное поле распространяется по цепи со скоростью, равной скорости света с. Если длина цепи , то до самой отдаленной точкицепи ток дойдет за время Если за это время ток изменяется незначительно, то мгновенные значения тока практически по всей цепи будут одинаковыми и могут, следовательно, описываться законами, справедливыми для постоянных токов. Токи, удовлетворяющие такому условию называются квазистационарными (как бы постоянными). Для изменяющихся токов условие квазистационарности имеет вид:

Следует отметить, что напряжение на первом графике всегда имеет одинаковую полярность для всего времени, и поэтому электрический поток поддерживается в том же направлении без изменения. Во втором графике, переменный ток заметил, что напряжение изменяет полярность время от времени. Она начинается с нуля, «идет зеленый гора» к положительному пику, а затем «вниз оранжевой долины» до отрицательного пика, а затем снова поднимается, повторяя процесс. Это приводит к тому, току идти в одном направлении, когда напряжение в «горе» и вернуться, когда она находится в «долине».

где Т – период изменения тока. Это условие выполняется при зарядке и разрядке конденсатора и для переменных токов промышленной частоты. Поэтому к ним применимы правила Кирхгофа.

Источник тока – это устройство, которое преобразовывает разнообразные виды энергии в электричество. Условно можно разделить такие источники на физические и химические.

Когда напряжение на уровне нуля вольт электроны еще «ждут, чтобы изменить направление.». Тип электрического тока, доступного в торговых точках вашего дома показан на втором графике, т.е. переменного тока. В настоящее время оставляя источник вашего мобильного телефона представлен первый граф, постоянного тока.

Если вы заинтересованы, поиск исторической борьбы «Война токов», где оба, вместе с Джордж Уэстингхаус, являются главными действующими лицами. Почему сеть торговых точек чередования? Ну, ответ лежит отчасти в том, что она, как правило, менее дорогостоящая, чтобы генерировать и передавать ток в чередовании, чем в непрерывном режиме. Электроэнергии на больших масштабах чаще всего с турбинами, которые движутся большие генераторы, которые, в свою очередь, генерируют изначально переменный ток. Таким образом преобразовать этот переменный ток в постоянный ток для передачи будут дополнительные расходы.

Источник тока и его история

Первые химические гальванические элементы и аккумуляторы появились в девятнадцатом веке (элементы Лекланше и батареи Вольта). Однако примерно до сороковых годов двадцатого века преимущества, который давал источник тока, фактически не использовались. Существовало всего несколько гальванических пар. Но уже буквально с середины сороковых годов, благодаря стремительному развитию радиоэлектроники, появились почти три десятка новых типов пар гальванических элементов. Теоретически же источник тока – это реализация свободной энергии практически любой химической реакции восстановителя и окислителя. Поэтому есть возможность реализовать более тысячи гальванических пар. Источник тока физический получил распространение в промышленности в начале шестидесятых годов прошлого века. Это обусловлено специфическими требованиями техники в производстве. К концу шестидесятых большинство технически развитых стран имели термогенераторы, термоэмиссионные генераторы и атомные батареи.

Большая часть электроники наших домов не нужна вся энергия, выход может предложить, так что первая функция питания заключается в снижении напряжения на электронный поток собирается на ваш электронный прибор не настолько велико, чтобы записать его. Вторая функция заключается в преобразовании переменного тока в постоянный ток, так как эти устройства предназначены для использования постоянного тока, что делает его проще и дешевле дизайн.

На рисунке ниже разделить работу источника в четыре этапа, которые являются общими шаги для почти всех источников питания. Этапы питания. Первая стадия заключается в снижении напряжения, поступающего от розетки до более низкого уровня, в результате ток также будет уменьшен. Этот шаг осуществляется компонент под названием трансформатор намотан провод, образующий катушку, которая индукции напряжение уменьшается. Большой трансформатор в вашей передней поста использует ту же технологию для снижения высокого напряжения, поступающее из распределителя, только в большем масштабе.

Источник тока и его основные характеристики

Технический прогресс стимулировал разработку источников электропитания, особенно автономных. Источник тока сегодня можно встретить в переносных осветительных приборах, радиоприемниках, магнитофонах, телевизорах, в медицинской аппаратуре, в автомобилях, самолетах, тракторах, в космических кораблях и во многих других вещах. Основными характеристиками и параметрами источников электроэнергии можно назвать: энергоемкость, удельную энергоемкость, мощность номинальную и удельную, КПД (коэффициент полезного действия), срок службы, надежность, частоту, способность к перегрузкам, напряжение, номинальный ток, стоимость.

Трансформаторы работают только при применении переменного тока на его входе, таким образом, если оно было доставлено постоянного тока на улице вашего дома, они будут бесполезны для использования на столбах, или строить источники. Этот процесс приводит к пульсирующему постоянному току вызова, как всегда сохраняет то же направление, но все же имеют старую привычку ходить вверх и вниз по горю, путем изменения потока. Этот этап также известен как ректификации и кто выполняет это электронный компонент, называемый выпрямитель диодный мост, или просто мостовой выпрямитель.

Виды источников тока

В соответствии со способностью аккумулировать энергию химические источники делятся на первичные, резервные, вторичные и электрохимические генераторы. Существует также источник тока на полевом транзисторе. Следует рассмотреть каждый вид подробнее.


Источник тока первичный

Такие источники допускают только однократное использование химической энергии реагентов. Катод (положительный электрод) и анод (отрицательный электрод) разделены в жидком или же пастообразном состоянии электролитом. И катод, и анод имеют между собой гальваническую связь.

Источник тока вторичный

В подобных аккумуляторах или аккумуляторных батареях допускается многократное использование химической энергии, от сотен раз до десятков тысяч циклов. Электролит и электроды постоянно находятся в состоянии электрического контакта друг с другом. На сегодняшний день разработаны специфические условия хранения подобных батарей.


Источник тока резервный

Хотя резервные источники допускают только один цикл, электролит и электроды у них не связаны гальванически. Они сохраняются либо в жидком состоянии (в металлических или стеклянных ампулах), либо в жестком твердом.

Характеристики источников – Энциклопедия по машиностроению XXL

Следует заметить, что т несет в себе лишь расчетную нагрузку в отличие от rj,, которая имеет определенный физический смысл при оценке совершенства холодильной машины с вихревым расширительным устройством в сравнении с изоэнтропным идеальным детандером. Обычно в техническом задании на расчет должны быть заданы потребная температура и расход подогретых масс газа на выходе из вихревой трубы и технические характеристики источника сжатого газа давление , допустимый расход G, температура сжатого газа Г, (например  [c.226]
Что такое внешняя характеристика источника питания  [c.64]

Кроме того, большое влияние оказывает режим сварки плот ность тока, его значение, полярность, наличие импульсов, их амплитуда и частота, динамические характеристики источника питания и т. п.  [c.93]

Основными характеристиками источников света являются спектральный состав излучения (распределение энергии излучения по длинам волн) и световая отдача. Под световой отдачей будем понимать отношение излучаемого светового потока к потребляемой источником света мощности.  [c.375]

Естественно, что при расчетах поля излучения для защит с неоднородностями не менее важны характеристики источника  [c.131]

Радиационные характеристики источников излучения  [c.189]

Такие характеристики источника, как плотность, химический состав, состояние (газообразное, жидкое, твердое), необходимы для правильного учета самопоглощения и многократного рассеяния у-квантов в источнике.  [c.191]

Геометрические характеристики источников излучения м системы источник — детектор  [c.192]

Решение. Характеристика источников И4 и И6 дана в примерах 3 и 8. Толщина стенки и будет определяться параметрами табл. 11.8, с той лишь разницей, что фактор = 2,8/14 = 0,2 (вместо 0,3). Окончательные значения параметров Qi и толщины защиты и приведены в табл. 11.11.  [c.338]

Решение. Из работы [2] выпишем вначале исходные радиационные характеристики источника, которые необходимы для расчетов (табл. II. 12).  [c.339]


Характеристика источников питания плавильных печей  [c.308]

Интенсивность звука, создаваемого каким-либо источником, зависит не только от характеристики источника, но и от помещения, в котором он находится. В каждую точку пространства внутри помещения наряду со звуком, идущим от источника, приходит также звук, многократно отраженный от стен, который называется диффузным (рассеянным) звуком. После прекращения действия источника звука диффузный звук исчезает не сразу. Это объясняется тем, что еще в течение некоторого времени приходят отраженные от стен волны. Такое явление затягивания звука после прекращения действия его источника называется реверберацией. Время, необходимое на то, чтобы звук в помещении после прекращения действия его источника полностью исчез, называют временем реверберации. Условно считают, что время реверберации равно промежутку времени, в течение которого интенсивность звука ослабевает в миллион раз.  [c.236]

Диэлектрические свойства древесины сильно зависят от влаго-содержания. Например, для березы е изменяется от 68 до 3, а tg б — соответственно от 2 до 0,3 при уменьшении влагосодержа-ния от 55 до 10% [10]. Эту зависимость необходимо учитывать при электрическом расчете конденсатора, который выполняется по схеме замещения из 9-4. Совместное использование зависимостей е и tg б от и, кривой сушки и (7) и характеристики источников тепла W (t) позволяет найти закон регулирования напряжения на рабочем конденсаторе в течение всего процесса сушки.  [c.303]

Основными радиационно-дефектоскопическими характеристиками источников радиоактивного излучения являются  [c.281]

Здесь т — фактор Тейлора (3 — некоторая константа, связанная со скоростью деформации и динамическими характеристиками источников скольжения Т — абсолютная температура к — константа Больцмана — энергия активации движения полных дислокаций скольже-  [c.61]

Граничным радиусом помещения называется радиус сферы, на поверхности которой энергия прямого звука равна энергии отраженного. Величина граничного радиуса зависит от того, в какой телесный угол (в стерадианах) излучается энергия, а также от звукопоглощения (являющегося функцией частоты) и полярной характеристики источника звука.  [c.43]

ТАБЛИЦА 12.6. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСТОЧНИКОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ  [c.165]

Характеристики источников питания приведены в табл. 4,5. Могут быть использованы выпрямители других типов и аккумуляторные батареи. Выбор источника тока следует производить по величине суммарного защитного тока, после чего по сопротивлению системы проверить достаточность выходного напряжения.  [c.75]

Моделирование проводилось на основании методики, изложенной в работе [4]. Характеристика источника энергии взята в линейной форме  [c.25]

Заметим, наконец, что были построены амплитудно-частотные и нагрузочные кривые системы на основании обработки соответствующих осциллограмм определены области характеристик источника энергии, соответствующие устойчивым стационарным движениям исследованы свойства почти периодических колебаний в зависимости от крутизны характеристики источника энергии. Для краткости эти результаты здесь не излагаются. Отметим лишь то, что результаты моделирования достаточно хорошо согласуются с теоретическими, приведенными в работе [4].  [c.33]

Следует отметить, что нестационарные переходы имели место при малых крутизнах iV характеристики источника энергии. При достаточно крутых характеристиках такие переходы не наблюдались. Аналогичные переходы возникали ири значениях частоты V, соответствующих областям почти периодических колебаний, а также при Т 0.  [c.39]

Далее проводились опыты для определения областей характеристик источника энергии, соответствующих устойчивым стационарным движениям на основании квазистационарного изменения наклона характеристики источника энергии. Были получены зависимости х N), ф (N) при параметрах y=Oi ” =1 и натальном наклоне iV(0) =0,4, которые соответствуют стационарному режиму со значениями амплитуды а яй 1 и скорости м=1 (U Колебания устойчивы почти во всей области наклонов характеристики источника энергии. Осциллограмма этих колебаний представлена на рис. 6 (слева).  [c.39]


Зависимость паиряжоиия источ1[ика питания от силы тока нагрузки называется внешней характеристикой источника питания. Рассмотрим условия устойчивого состояния системы (устойчивого горения сварочной дуги).  [c.125]

Источники тока для питания сварочной дуги должны иметь специальную внешнюю характеристику. Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в электрической цепи. Внешние характеристики могут быть следуюш,их основных видов падаю1цая /, полого-падаюш,ая 2, жесткая 3 и возрастающая 4 (рис. 5.4, а). Источник тока выбирают в зависимости от вольт-амиериой характеристики дуги, соответствующей принятому способу сварки.  [c.187]

Рис. 5.4, Виешиие характерисгнки источников сварочного тока (а) и соотношение характеристик ду и и падающей характеристики источника тока при спарке (б)
На рис. 29 изображены крутопадающая 1 и жесткая 2 характеристики источников питания и возрастающая вольт-амперная характеристика дуги, соответствующая III области ВАХ. Точка А пересечения характеривтик дуги и источника — точка устойчивого горения дуги, которой соответствует рабочий ток /р и напряжение U , U — на 1альная длина дуги для устойчивого горения.  [c.58]

Пример 6. Рассчитать защиту из бетона а в для детектора Ре в полуоб-служиваемом помещении химпробоотбора /74, если проектная мощность дозы Я=2,8 мр1ч. Детектор Ре находится в плоскости нижнего основания цилиндра (точка В на рис. И. 2). Физические и геометрические характеристики источника Я/, а также параметры расчета защиты указаны в примерах 1 и 5.  [c.335]

Защита d от источника И1. Воспользуемся данными о характеристике источника И1 и поправочных сомножителях a =rtiSiUiV a) , приведенными в табл, 11.6. Новые сомножители пг = 2,8/9,3=0,3 и =1. Параметры й=/г/27 = = 2,6/2,6=1, р=6// =3,9/1,3=3. В решении использованы таблицы ЦР для Ра/ 5=5 2]. Результаты расчета представлены в табл. 11.7.  [c.337]

Электрические характеристики источника питания — его вкуг-реанее электрическое сопротивление также сильно сказывается на степени саморегулирования, в частности на стабилизации сворочного тока, длины дуги и размерах сварного шва.  [c.113]

Модель некогерентной оптической системы получена для некогерентного монохроматического источникг излучения. Для большинства прикладных задач некогерентность излуч ния сопровождается его полихрома-тичностью (тепловые, люминесцентные источники излучения). Тогда распределение освещенности в изображечии, даваемом оптической системой, определяется спектральными характеристиками источников излучения, монохроматическими аберрациями оптической системы и зависимостью дифракционных явлений от длины волны  [c.52]

Очевидно, однако, что ни одна из рассмотренных возможностей не монщт быть использована применительно к анодам ХИТ, так как во всех этих случаях резко замедляется анодный процесс, что приводит к ухудшению электрических характеристик источников тока. В химических источниках тока наиболее перспективным представляется применение в качестве ингибиторов солей тяжелых металлов — ртути, свинца, кальция, таллия и некоторых других, защитное действие которых связано [192 2561 с тем, что на них перенапряжение водорода заметно выше, чем на защищаемых металлах — железе и цинке (табл. 20).  [c.85]

Распространение загрязнений в воздухе происходит в результате атмосферной диффузии, теоретические основы которой интенсивно развиваются в последние годы в связи с глобальной проблемой охраны окружающей среды [1, 6]. Имеется несколько групп факторов, определяющих пространственное поле концентраций загрязнений атмосферы [7]. К ним относятся такие характеристики источников загрязнений, как расположение их по поверхности земли, мощность и режим инжектирования примесей в атмосферу, физико-химических параметры загрязнений при выходе их из источников (например, скорость и температура выбрасываемых газов). Загрязнения переносятся воздушными течениями и путем диффузии, обусловленной турбулентными пульсациями воздуха. Для описания переноса загрязнений ветром необходимо иметь сведения о вертикальном профиле ветра при различных метеорологических условиях.  [c.18]


Как для стационарных, так и для ручных установок оборудование для окраски в электрическом поле состоит из источника высокого напряжения с аппаратурой управления и защиты, распыляющих устройств и механизмов подачи и дозирования лакокрасочных материалов. В качестве источников высокого напряжения применяют высоковольтное выпрямительное устройство В-140-5-2 для стационарных автоматических установок генератор каскадный ГК-63 для установок ручной электроокраски и нанесения порощковых красок, электрические генераторы для ручных электрораспылителей. Технические характеристики источников высокого напряжения приведены в табл. 12.6. К аппаратуре управления и защиты относятся автоматический разрядник, снимающий остаточный заряд с электрораспылителей после выключения высокого напряжения, и искропредупреждающее устройство (ИПУ).  [c.162]

Генкин М, Д,, Еле зов В. Г,, Яблонский В. В. Синтез систем активной виброизоляции с учетом виброакустичестсих характеристик источника и изолируемого объекта.— В кн. Кибернетическая диагностика механических систем по виброакустическим признакам,- Каунас Кауи. политехи. ин-Ti 1972.  [c.280]

На рис. 6, а показаны кривые для. -г и ф в зависимости от медленного квазистационарного изменения характеристики источника энергии, т. е. М (х). Рисунок записан при следующих параметрах у=0 v=2 Л =0,144. Начальные условия были такими ipo=io=a u=0, Mq (0)=0,25. В правой близкой окрестности начала отсчета видно резкое возрастание (при (т )=0,28) скоростей ж и стационарное состояние. При дальнейшем квазистацио-нарном увеличении (-г) в системе реализуются резонансные субгармонические колебания в соответствии с нриблин енным равенством а 2v u, т. е. неравенством 0. Когда нера-  [c.30]

Вслед за опытами, которые осуществлялись при помощи непрерывного прохождения, проводились опыты с использованием дискретного прохождения. Были иолучены осциллограммы для различных режимов движения системы. На основании обработки осциллограмм построено амплитудно-частотно-скоростное поле системы, определены области захватывания и почти периодических ко.лебаний, установлены области характеристик источника энергии, соответствующие устойчивым установившимся режимам движения и т. д. Эти результаты здесь не приводятся.  [c.40]

Посвящена исследованию на АВМ автоколебательной системы, взаимодействующей с источкиком знергик ограниченной мощности и находящейся под воздействием параметрического воздействия. Построено амплитудно-частотноскоростное поле системы, определены области захватывания и почти периодических колебаний, установлены области характеристик источника энергии, соответствующие устойчивым колебательным режимам и т. д.  [c.116]

Стационарные колебательные режимы в системе с ограниченным возбуждением могут быть реализованы только при средних угловых скоростях двигателя, удовлетворяющих уравнению частот (4.106). Устойчивость стационарных режимов определяется характеристиками источника и потребителя энергии и параметрами колебательного процесса в системе. Особенно существенное влияние на характер стационарных реншмов рассматриваемой системы динамические сопротивления вращательному движению могут оказать в резонансной зоне малом диапазоне частот  [c.96]


Какие характеристики источника могут зависеть от сопротивления внешней цепи?

Объяснение:

Внешняя характеристика отражает зависимость напряжения на зажимах источника от величины нагрузки – тока источника, заданного нагрузкой. Напряжение на зажимах источника меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника (1):

Этому уравнению соответствует внешняя характеристика источника ЭДС (рис. 1). построенная по двум точкам:

1) при I=0 E=U;

2) при U=0 E=R0I .

Очевидно, что напряжение на зажимах источника ЭДС тем больше, чем меньше его внутреннее сопротивление.

В идеальном источнике ЭДС R0=0, U=E (напряжение не зависит от величины нагрузки). Однако не всегда при анализе и расчете цепи источник электрической энергии удобно представлять в качестве источника ЭДС. Если внутреннее сопротивление источника значительно превышает внешнее сопротивление цепи, что, например, имеет место в электронике, то получим, что ток в цепи I=U/(R+R0) и при R0>>R практически не зависит от сопротивления нагрузки. В этом случае источник энергии представляют в качестве источника тока.

Внешняя характеристика источника ЭДС

Рис.1.

Разделим уравнение (1) на R0 (2):

Уравнению (2) соответствует схема замещения, приведенная на рис. 2. Здесь Iв=U/R0 и Ik=E/R0, I= Ik – Iв тогда (3)

Для идеального источника тока Rс = ∞. Вольтамперные характеристики реального и идеального источников тока показаны на рис. 3.

Схема замещения

Рис. 2

Вольтамперные характеристики реального и идеального источников тока

Рис. 3

Когда нет четкого разграничения величин R и R0 , в качестве расчетного эквивалента источника энергии можно использовать либо источник ЭДС, либо источник тока. В последнем, случае для определения падения напряжения используют выражение (3).

Режимы работы источника

Источник может работать в следующих режимах:

1. Номинальный режим – это режим работы, на который рассчитан источник заводом-изготовителем. Для данного режима в паспорте источника указывают номинальные ток Iном и номинальное напряжение Uном или мощность Pном.

2. Режим холостого хода. В этом режиме внешняя цепь отключена от источника, ток источника I = 0 и, следовательно, напряжение на зажимах источника – напряжение холостого хода Uхх = Е – см. уравнение (1).

3. Режим короткого замыкания. Сопротивление внешней по отношению к источнику цепи равно нулю. Ток источника ограничивается только его внутренним сопротивлением. Из уравнения (1) при U=0 получаем I = Iкз = U / R0. Для уменьшения потерь энергии в источнике ЭДС R0 должно быть возможно меньшим, а в идеальном источнике R0 = 0. С учетом этого Iкз >> Iном и является недопустимым для источника.

4. Согласованный режим – это режим, при котором от источника к потребителю передается максимальная мощность. Определить эту мощность можно через параметры источника. Так, мощность, переданная в нагрузку, Р = I2R. P = Pmax при R = R0. Тогда максимальная мощность, переданная потребителю, Pmax=E2/4R0. КПД источника в согласованном режиме не превышает 50 %. что исключает его применение в промышленной электротехнике. Согласованный режим используется в слаботочных цепях электронных устройств.

Источник тока Keithley 6221 – уникальный прецизионный прибор

Источник тока Keithley 6221 – уникальный прецизионный прибор


Источник тока Keithley 6221 является единственным на рынке источником переменного тока малого уровня и генератором произвольных форм сигнала в одном приборе. До его появления на рынке исследовательским лабораториям приходилось самостоятельно конструировать подобные приборы. Это получалось дорого и такие приборы было затруднительно калибровать. 

Все эти проблемы снимаются покупкой одного лишь прибора: источника постоянного и переменного тока сверхмалого уровня Keithley 6221.

Источник постоянного и переменного тока Keithley 6221 имеет полноценную возможность программирования через переднюю панель управления, а также по интерфейсам RS-232, GPIB или Ethernet через систему внешнего управления.

Преимущества применения источника тока Keithley 6221


Источник постоянного и переменного тока Keithley 6221 используется:

  • для получения токов сверхмалых уровней и имеющих сверхнизкий уровень шумов не более 80 фАср.кв.;
  • для получения постоянного тока;
  • для получения переменного тока не более 50 пАср.кв.;
  • также имеет встроенный генератор сигналов произвольных форм. 

Источник постоянного и переменного тока Keithley 6221 сочетает в себе простоту использования и исключительно низкий уровень шумов прибора. Низкий уровень шумов является важнейшим параметром современных измерительных приборов, применяемых на каждом этапе производства полупроводниковых, сверхпроводимых и нанотехнологичных устройств на стадиях от разработки до внедрения. 
Высокая точность источника тока Keithley 6221 и встроенная система управления измерениями прибора позволяют применять его в следующих измерениях:

  • измерения эффекта Холла;
  • измерения сопротивлений в разностном режиме;
  • измерения в импульсном режиме;
  • измерения дифференциальной проводимости. 
Наиболее эффективно применение источника тока Keithley 6221 совместно с нановольтметром Keithley 2182A. 

Измерительный комплекс, состоящий из нановольтметра Keithley 2182A и источника постоянного и переменного тока Keithley 6221,  можно использовать в случае необходимости измерений точных и сверхмалошумящих источников тока, а также тестирования и снятия рабочих характеристик сверхминиатюрных электронных приборов с низким уровнем потребления токов. Нановольтметр Keithley 2182A в составе измерительного комплекса позволяет получать параметры сигналов со сверхнизким напряжением.

Краткие технические характеристики источника постоянного и переменного тока Keithley 6221

Сила тока источника постоянного тока

100 фА … 100 мА

Сила тока источника переменного тока

4 пА … 210 мА

Соответствие выходного напряжения любого источника*

0,1 В … 105 В с шагом 10 мВ

Внешние интерфейсы

RS-232, GPIB, Ethernet

*Важный параметр для приложений, в которых перенапряжение может повредить тестируемое устройство (DUT).

Смотреть подробнее технические характеристики источника тока Keithley 6221 >>>

Что такое источник напряжения и источник тока – идеально и практично

A Источник – это устройство, преобразующее механическую, химическую, тепловую или другую форму энергии в электрическую. Другими словами, источник – это активный сетевой элемент, предназначенный для выработки электроэнергии.

В электрической сети доступны различные типы источников: источники напряжения и источники тока. Источник напряжения имеет форсирующую функцию ЭДС, тогда как источник тока имеет форсирующую функцию тока.

Состав:

Источники тока и напряжения далее классифицируются как идеальный источник или практический источник.

Источник напряжения

Источник напряжения – это двухконтактное устройство, напряжение которого в любой момент времени является постоянным и не зависит от тока, потребляемого от него. Такой источник напряжения называется Идеальным источником напряжения и имеет нулевое внутреннее сопротивление.

Практически невозможно получить идеальный источник напряжения.

Источники, имеющие некоторое внутреннее сопротивление, известны как Практический источник напряжения . Благодаря этому внутреннему сопротивлению; Происходит падение напряжения, что приводит к снижению напряжения на клеммах. Чем меньше внутреннее сопротивление (r) источника напряжения, тем он ближе к идеальному источнику.

Символическое изображение идеального и практичного источника напряжения показано ниже.

На рисунке А, показанном ниже, показаны принципиальная схема и характеристики идеального источника напряжения:

На рисунке B, показанном ниже, показана принципиальная схема и характеристики практического источника напряжения:

.

Примером источников напряжения являются аккумуляторные батареи и генераторы переменного тока.

Источник тока

Источники тока далее подразделяются на идеальные и практические источники тока.

Идеальный источник тока – это двухконтактный схемный элемент, который подает одинаковый ток на любое сопротивление нагрузки, подключенное к его клеммам. Важно помнить, что ток, подаваемый источником тока, не зависит от напряжения на клеммах источника. У него бесконечное сопротивление.

Практический источник тока представлен как идеальный источник тока, подключенный к сопротивлению параллельно.Символическое изображение показано ниже:

Рисунок C, показанный ниже, показывает его характеристики. На рисунке D, показанном ниже, показаны характеристики практического источника тока.

Примером источников тока являются фотоэлементы, коллекторные токи транзисторов.

Пример источника напряжения и тока, свойства, разница

Эй, в этой статье мы поговорим об источнике тока и источнике напряжения. Источники напряжения и тока – это источники электрической энергии, приводящие в действие электрическую нагрузку.Источники электрической энергии – это активные устройства, и они могут быть зависимыми или независимыми. Итак, здесь мы обсудим пример источника тока и напряжения, свойства, типы и разницу между ними. Помните, что концепции источников напряжения и тока отличаются как с практической, так и с идеальной точек зрения. Хотя в реальном мире нет идеальных источников, но мы должны обсудить это для лучшего понимания.


Что такое источник напряжения?

Идеальный источник напряжения – это источник электроэнергии, который всегда подает или поддерживает постоянный уровень напряжения независимо от подаваемого им тока.Хотя идеального источника не существует, и практические источники напряжения никогда не поддерживают точно постоянный уровень напряжения. В идеальном источнике напряжения нет концепции короткого замыкания. Поскольку в случае короткого замыкания напряжение на источнике напряжения будет равно нулю, что не соответствует определению идеального источника напряжения.

Могут быть разные типы источников напряжения, такие как – идеальные источники напряжения, практические источники напряжения, зависимые источники напряжения, независимые источники напряжения, контролируемые источники напряжения.

Свойства источника напряжения

1. Идеальный источник напряжения всегда обеспечивает постоянное напряжение независимо от тока, потребляемого им.

2. Идеальное напряжение имеет нулевое внутреннее сопротивление, но в реальном мире нет идеального источника напряжения, поэтому практический источник напряжения имеет некоторое сопротивление, но оно очень низкое по сравнению с сопротивлением нагрузки.

3. В практическом источнике напряжения напряжение на клеммах всегда ниже фактического напряжения, генерируемого источником из-за его внутреннего сопротивления.

4. На практике уровень напряжения источника напряжения изменяется вместе с подаваемым им током.

5. Поскольку источник напряжения всегда обеспечивает постоянное напряжение, ток, потребляемый от источника, зависит от внешней цепи или нагрузки, и любое количество тока может потребляться от источника напряжения.

6. Падение напряжения зависит от тока, потребляемого нагрузкой, и сопротивления нагрузки или сопротивления компонентов схемы.

Пример источника напряжения

Некоторые примеры источника напряжения : аккумулятор (источник постоянного тока), генератор переменного тока (источник переменного тока), генератор постоянного тока (источник постоянного тока)

Что такое источник тока?

Источник тока – это источник электроэнергии, который всегда имеет постоянный ток, независимо от напряжения на нем или без изменения уровня напряжения.Здесь также доступна практичная и идеальная концепция, такая как источник напряжения. Идеальный источник тока иметь бесконечное внутреннее сопротивление, гайка практически не возможна. Практический источник тока имеет очень высокое внутреннее сопротивление, но оно конечно. Источник тока всегда находится в замкнутой цепи только потому, что, если цепь разомкнута, ток не будет течь или ток будет равен нулю.

Источники тока также могут быть разных типов, например – Зависимые источники тока, Независимые источники тока, Практические источники тока, Идеальные источники тока

Свойства источника тока

1. Идеальный источник тока имеет бесконечное внутреннее сопротивление, а практичный источник тока имеет очень высокое внутреннее сопротивление.

2. Источник тока является двойным по отношению к источнику напряжения.

3. Напряжение на источнике тока зависит от внешней цепи и нагрузки.

4. Поскольку источник тока всегда обеспечивает постоянный ток, падение напряжения или потребляемая мощность зависят от сопротивления нагрузки и компонентов схемы.

Примеры источников тока

На самом деле надежных источников тока нет. Источник тока можно сделать, включив последовательно с источником напряжения очень высокое сопротивление. Примерно примеры источников тока : – Вторичный ток в трансформаторе тока, солнечные панели, полупроводниковые приборы и т. Д.

Разница между источником напряжения и источником тока

Источник напряжения

Источник тока

Всегда обеспечивает постоянное напряжение независимо от силы тока

Всегда обеспечивает постоянный ток независимо от напряжения

Имеет ноль или очень низкое внутреннее сопротивление

Имеет бесконечное или очень высокое внутреннее сопротивление

Напряжение падение зависит от сопротивления нагрузки и силы тока

Напряжение падение зависит от сопротивления нагрузки

Нагрузка сопротивление всегда выше внутреннего сопротивления

Нагрузка сопротивление всегда ниже внутреннего сопротивления

Читайте также:

Спасибо, что посетили сайт.продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Источник напряжения и источник тока

Источник напряжения и источник тока:

В соответствии с характеристиками напряжения и тока на клеммах электрические источники энергии подразделяются на идеальных источников напряжения и источников тока . Далее их можно разделить на независимых и зависимых источников .

Идеальным источником напряжения является двухполюсный элемент, в котором напряжение v s полностью не зависит от тока i s через его выводы.Представление Идеальных источников постоянного напряжения показано на Рис. 1.6 (a).

Если мы наблюдаем характеристики v – i для идеальных источников напряжения, как показано на рис. 1.6 (c), в любое время, значение напряжения на клеммах v s будет постоянным по отношению к значению тока i s . Когда v s = 0, источники напряжения такие же, как при коротком замыкании. Источники напряжения не обязательно должны иметь постоянную величину; во многих случаях указанное напряжение может зависеть от времени, как синусоидальная форма волны.Это можно представить, как показано на рис. 1.6 (b). Во многих практических источниках напряжения внутреннее сопротивление представлено последовательно с источником, как показано на рис. 1.7 (a). При этом напряжение на клеммах падает по мере увеличения тока через нее, как показано на рис. 1.7 (b).

Напряжение на клеммах V t зависит от тока источника, как показано на рис. 1.7 (b), где V t = v s – i s R.

Идеальным источником постоянного тока является двухполюсный элемент, в котором ток i s полностью не зависит от напряжения v s на его выводах.Подобно источникам напряжения, мы можем иметь источники тока постоянной величины i s или источники, ток которых изменяется со временем i s (t). Изображение идеальных источников тока показано на рис. 1.8 (а).

Если мы наблюдаем v – i-характеристики для идеальных источников тока, как показано на рис. 1.8 (b), в любое время значение тока i s остается постоянным по отношению к напряжению на нем. Во многих практических источниках тока сопротивление подключено параллельно источнику, как показано на рис.1.9 (а). При этом величина тока падает с увеличением напряжения на его выводах. Его терминальные v – i-характеристики показаны на рис. 1.9 (b).

Ток на клеммах равен

.

i t = i s – (v s / R)

где

  • R – внутреннее сопротивление идеальных источников тока.

Два типа идеальных источников, которые мы обсудили, являются независимыми источниками, для которых напряжение и ток независимы и не зависят от других частей схемы.

В случае зависимых источников напряжение или ток источника не фиксированы, а зависят от напряжения или тока, существующих в каком-либо другом месте в цепи.

Различные типы зависимых или контролируемых источников
  1. Источник напряжения с регулируемым напряжением (VCVS)
  2. Источники управляемого напряжения (CCVS)
  3. Источник тока, управляемый напряжением (VCCS)
  4. Источник тока с регулируемым током (CCCS)

Они представлены на принципиальной схеме символом, показанным на рис.1.10. Эти типы источников в основном встречаются при анализе схем замещения транзисторов.

Разница между идеальным и практичным источником напряжения и тока

Электрические источники – это устройства, которые преобразуют другие формы энергии в электрическую. Другие формы могут быть механическими, кинетическими, химическими, потенциальными. Другими словами, источники – это активные элементы электрических цепей. Он производит электрическую энергию. По функциям источники можно разделить на источники напряжения и тока.Теоретически есть идеальные и практические источники. Вопрос в том, в чем разница между идеальными и практичными источниками напряжения / тока?

Идеальные источники – это воображаемые электрические источники. Это обеспечивает постоянное напряжение или ток в цепи независимо от тока нагрузки. Эти идеальные источники не имеют внутреннего сопротивления. Где невозможно построить источник с нулевым внутренним сопротивлением. Итак, все реальные источники называются практическими источниками.

Разница между идеальным и практическим источниками основана на зависимости выходной мощности источника от сопротивления нагрузки.

Типы источников напряжения

  • 3 Методы тестирования диода с помощью мультиметра и осциллографа
  • Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и конденсаторным фильтром

Источниками электроэнергии являются те устройства, которые подают напряжение в цепь. И их напряжение на клеммах полностью или частично не зависит от тока, потребляемого от них. Источник напряжения предназначен для подачи напряжения, а не тока. Источник тока должен обеспечивать ток, а не напряжение.Теоретически в электрических сетях доступно два типа источников напряжения . Идеальный источник напряжения и практичный источник напряжения.

Идеальный источник напряжения

Идеальный источник напряжения обеспечивает постоянное напряжение на своих выводах независимо от тока, потребляемого из него. Идеальные источники напряжения являются лишь теоретическими и не могут быть разработаны в лаборатории. Идеальный источник напряжения не имеет внутреннего сопротивления, и из-за сопротивления не происходит падения напряжения, поэтому напряжение на клеммах остается постоянным.

Практический источник напряжения

Практический источник напряжения является реальным и используется в повседневной жизни. Практический источник напряжения имеет внутреннее сопротивление, которое вызывает падение напряжения на клеммах из-за протекания тока.

Разница между идеальным и практическим источником напряжения

Мнимый источник напряжения, который может обеспечивать постоянное напряжение для нагрузки в диапазоне от нуля до бесконечности. Такой источник напряжения имеет нулевое внутреннее сопротивление, $ R_ {s} $ и называется Ideal Voltage Source .Практически невозможно построить источник напряжения без внутреннего сопротивления и постоянного напряжения для такой большой нагрузки.

Практические источники напряжения всегда имеют некоторое значение сопротивления последовательно с идеальным источником напряжения. И из-за этого последовательного сопротивления напряжение падает, когда через него проходит ток. Итак, практический источник напряжения имеет внутреннее сопротивление и слегка изменяемое напряжение.

Типы источников тока

Источники тока – это активные элементы сети, которые обеспечивают одинаковый ток для любой нагрузки, подключенной к нему.Источник напряжения предназначен для подачи тока на нагрузку, а не напряжения. Идеальные источники тока обеспечивают точно такой же ток для любого подключенного к нему сопротивления. На практике источники тока могут различаться по текущему сопротивлению.

  • Объясните: что такое резистор и различные типы резисторов
  • Калькулятор цветовых кодов резисторов и вычисление цветовых кодов резисторов вручную

Что такое идеальный источник тока?

Идеальный источник тока обеспечивает точно такой же ток для любого сопротивления нагрузки и не изменяет свой ток при изменении сопротивления нагрузки.Создание идеального тока в лаборатории невозможно, и они только теоретические.

Что такое практический источник тока?

Практичные источники тока используются в повседневной жизни и просты в изготовлении. Они изменяют свой ток, изменяя сопротивление нагрузки за счет внутреннего сопротивления в ней.

Разница между идеальным и практическим источником тока

Мнимый источник тока, который обеспечивает постоянный ток для любой нагрузки в диапазоне от нуля до бесконечности.Помните, что подаваемый ток не зависит от напряжения. Идеальный источник тока должен иметь бесконечное внутреннее сопротивление, $ R_ {s} $. Опять же, сделать его практически невозможно.

Практический источник тока имеет некоторое внутреннее сопротивление, подключенное параллельно к идеальному источнику тока. И часть тока проходит через него, и величина потока зависит от нагрузки.

Разница между независимым и зависимым источником

Независимый источник

Источник напряжения, не зависящий от других параметров схемы, является независимым источником.Независимые источники обеспечивают практически постоянное напряжение / ток независимо от различных элементов схемы (незначительно измененных из-за внутреннего сопротивления).

  • 4 совета по покупке промышленного оборудования для вашего бизнеса
  • 8 Общие электрические проблемы дома, требующие немедленного вмешательства электрика

Зависимый источник

В случае зависимых источников выходная мощность источника зависит от некоторого параметра цепи. Изменяя эти параметры в цепи, регулируется выход источника.Существует четыре типа зависимых источников:

  1. Источник тока, управляемый напряжением (VCCS), где источник тока зависит от напряжения.
  2. Текущий источник тока (CCCS), где источник тока зависит от тока.
  3. Источник напряжения, управляемый напряжением (VCVS), где источник напряжения зависит от другого напряжения.
  4. Источник напряжения с управлением по току (CCCS), где источник напряжения зависит от источника тока.

Зависимые (контролируемые) источники | Книга Ultimate Electronics

Ultimate Electronics: практическое проектирование и анализ схем


Источники, которые пропорциональны другим токам или напряжениям в цепи.Мощный инструмент для анализа и проектирования. Читать 7 мин

В нашем предыдущем обсуждении идеальных источников напряжения и тока рассматривались исключительно независимых источника , которые имели фиксированное заданное напряжение или ток независимо от того, что еще происходило в цепи.

В этом разделе мы рассмотрим зависимых источника , значение напряжения или тока которых регулируется некоторым значением напряжения или тока в другом месте цепи.

В частности, мы рассмотрим линейно зависимых источника , значение которых пропорционально их управляющему значению, связанное только некоторой константой масштабирования.

Эти зависимые источники важно понимать, потому что с их помощью мы моделируем и анализируем более сложные компоненты, такие как транзисторы. Многие ситуации с транзисторами можно смоделировать так, как если бы небольшой управляющий сигнал тока или напряжения на одном выводе мог управлять гораздо большим током или напряжением на другом выводе.

Напряжение и ток – две основные переменные состояния в электронной системе. Так же, как существует два типа независимых источников (напряжение и ток), существует четыре основных типа зависимых источников: их выход может быть либо напряжением, либо током, И их вход может быть либо напряжением, либо током.

Каждый зависимый источник имеет две выходные клеммы, как и независимый источник.

Каждый зависимый источник также имеет две входные клеммы, хотя они не всегда явно показаны. Для источников, управляемых напряжением, они действуют как измерение напряжения холостого хода параллельно с управляющим напряжением. Для источников с регулируемым током они действуют как измерение тока короткого замыкания последовательно с управляющим током.


VCVS – это источник напряжения, в котором напряжение регулируется напряжением в другом месте цепи.

Exercise Щелкните схему, щелкните «Simulate», затем «Run DC Sweep».

Элемент VCVS1 установлен с усилением 10, поэтому он создает уравнение:

VXY = 10VABV (X) −V (Y) = 10⋅ (V (A) −V (B))

Как обсуждалось в разделе «Системы уравнений и решение схемных систем», мы обычно пишем линейные системы со всеми мультипликативными членами в левой части и только с одной константой в правой части:

В (X) −V (Y) −10⋅ (V (A) −V (B)) = 0V (X) −V (Y) −10V (A) + 10V (B) = 0

Все наши линейные управляемые источники будут иметь нулевой член в правой части.

Этот пример схемы можно решить путем проверки, потому что нет обратной связи между управляющей стороной и управляемой стороной схемы.

Поскольку на управляющие измерительные клеммы VCVS1 ток не течет, то V1, R1 и R2 образуют простой резистивный делитель напряжения с VA = 12. и VB = 6 , поэтому VAB = 6 .

Из-за отношения VCVS источник будет иметь напряжение 10VAB. , что в данном случае составляет всего 60. Отсюда мы можем напрямую решить правую часть: VY = 5 и VXY = 60 , поэтому VX = 65 и ток i3 = 0.65 А протекает через резистор R3.

В других схемах будет соединение, которое затруднит решение системы, но когда нет обратной связи, системы с контролируемыми источниками могут быть решены от входа к выходу.

На практике VCVS часто используется при моделировании операционных усилителей (ОУ), а также может использоваться при моделировании цепи сигнала напряжения в более общем плане.


VCCS – это источник тока, в котором ток регулируется напряжением в другом месте цепи.

Exercise Щелкните, чтобы смоделировать схему выше.

Мы заменили наш VCVS выше на VCCS с усилением 0,5, что означает, что на каждый 1 В разности напряжений на входных клеммах, источник тока будет иметь ток 0,5 А в направлении стрелки, как показано на рисунке. Это ток ветви i2 как указано. (Обзор см. В разделе «Маркировка напряжений, токов и узлов».)

i2 = 0,5 ВАБi2 = 0,5 (В (А) −В (В))

Или сбор терминов слева:

i2−0.5 В (А) + 0,5 В (В) = 0

Опять же, у этой схемы нет обратной связи, и ее достаточно просто решить путем проверки. VAB = 6 как и раньше, поэтому i2 = 3 . Чтобы сопоставить с током нашего резистора, обозначенным i3 мы просто должны заметить, что i3 = −i2 , поэтому i3 = −3 A .

Если нас также интересуют узловые напряжения, мы просто воспользуемся законом Ома на R3 и увидим, что VX = −300 , при этом остается верным VY = 5 за счет источника напряжения V2.

На практике VCCS часто используется при моделировании полевых МОП-транзисторов или других транзисторов на основе влияния напряжения.


CCVS – это источник напряжения, в котором напряжение регулируется током в другом месте цепи. Здесь мы указали коэффициент усиления 100 и управляющий ток R1.nA, что означает ток на клемме nA резистора R1:

.

Exercise Щелкните схему, нажмите «Simulate» и «Run DC Sweep».

VXY = 100⋅I (R1.nA) V (X) −V (Y) = 100i1V (X) −V (Y) −100i1 = 0

Опять же, без обратной связи, полный ток слева равен i1 = 121000 + 1000 = 0.006 , поэтому источник будет VXY = 0,6 . Таким образом, полное напряжение VX = 5,6. , поэтому i3 = 0,056 .

В CircuitLab вы должны указать интересующий ток терминала. Чтобы узнать, как указать токи ответвления и токи на клеммах, см. Раздел «Маркировка напряжений, токов и узлов».


CCVS – это источник тока, в котором ток управляется каким-либо другим током в другом месте цепи: здесь мы определили коэффициент усиления 0,5 и снова используем тот же ток управляющих клемм R1.nA.

Exercise Щелкните схему, нажмите «Simulate» и «Run DC Sweep».

i2 = 0,5i1i2−0,5i1 = 0

При отсутствии обратной связи общий управляющий ток не изменяется i1 = 0,006 , поэтому источником будет i2 = 0.003 . Мы можем отобразить в i3 = −i2 = −0.003 . Отсюда напряжение VX = −0,3 .

На практике CCCS часто используется при моделировании биполярных переходных транзисторов (BJT) или других токовых транзисторов.


Хотя мы можем использовать специальные символы для рисования контролируемых источников, мы также можем использовать особую способность всех источников напряжения и тока CircuitLab ссылаться на величины в другом месте схемы.Например, вместо использования специального символа VCVS и подключения его, как показано выше, мы можем вместо этого использовать обычный источник напряжения и записать выражение «10 * (V (A) – V (B))» в качестве значения. Это будет иметь тот же эффект:

Exercise. Вы можете щелкнуть по нему и запустить симуляцию и обнаружить, что она работает идентично схеме VCVS, изображенной выше.

Точно так же, чтобы ссылаться на ток, мы можем просто использовать нотацию I (R1.nA), например, установив значение источника тока равным «0,5 * I (R1.nA) »:

Exercise Щелкните и смоделируйте, чтобы увидеть, что это работает идентично схеме CCCS, изображенной выше.

Этот подход к поведенческому выражению позволяет конструировать гораздо более сложные поведения компонентов, как мы увидим в следующих разделах.


Эта схема демонстрирует подключенный к себе VCCS, где его собственное напряжение определяет его ток. Как бы странно это ни звучало, именно это и делает резистор:

Exercise Щелкните схему и запустите моделирование DC и DC Sweep, чтобы увидеть, что VCCS1 ведет себя так же, как 100 Ом. резистор.

Компонент VCCS1 подчиняется следующему уравнению:

i1 = 0,01⋅VB

Аналог резистора, VB = 100⋅i1 .

Аналогично, такая же ситуация может быть построена с использованием поведенческого источника тока, в котором специальная функция V () который относится к собственной разнице напряжений источника. Здесь мы заменяем VCCS1 на источник тока I1 с заданным током 0,01⋅V () .

Exercise Щелкните и запустите эту схему, чтобы увидеть, что I1 также действует как резистор.

Мы можем сделать то же самое и с автономным CCVS:

Exercise Щелкните, чтобы смоделировать схему выше.

Здесь компонент CCVS1 обращается к собственному току для определения своего напряжения.

И мы можем сделать то же самое, используя поведенческий источник напряжения, используя специальную функцию I () для обозначения собственного тока элемента.

Exercise Щелкните, чтобы смоделировать схему выше.

Здесь мы только что показали четыре новых способа реализации резистора! Основная идея здесь заключается в том, что с точки зрения анализа схемы резисторы – это просто особый случай, когда соотношение напряжения и тока происходит на одном элементе схемы.В общем, контролируемые источники позволяют существовать отношениям между различными токами и напряжениями, не требуя, чтобы они были связаны на одном элементе, и это может быть выражено либо с помощью четырех элементов источника VCVS / VCCS / CCVS / CCCS, либо с током или напряжением. источники, определенные с помощью поведенческих выражений.


В следующем разделе «Обратная связь с зависимым источником» мы рассмотрим, что происходит, когда вход и выход зависимого источника взаимодействуют друг с другом.


Роббинс, Майкл Ф. Ultimate Electronics: Практическое проектирование и анализ схем. CircuitLab, Inc., 2021, ultimateelectronicsbook.com. Доступно. (Авторское право © CircuitLab, Inc., 2021)

Изобразите характеристики идеального напряжения и идеальных источников тока.

Мы имеем дело с идеальными ситуациями, и поэтому данные ответы должны рассматриваться как ответы для идеальных ситуаций и никоим образом не должны изменять характеристики идеальных источников.

а. Сначала последовательно возьмем два разных источника идеального тока.Если, скажем, каждый идеальный источник тока имеет протекающие 3 ампера, тогда, когда они соединены последовательно, подключены в одном направлении, тогда один будет передавать свои полные 3 ампера в другой, и точка подключения не будет иметь накопленного дополнительного тока. Учитывая два свободных конца, на одном конце будут вытекать 3 ампера, а на другом свободном конце 3 ампера будут течь через бесконечный путь, и поэтому бесконечное напряжение будет формироваться на двух свободных концах, чтобы заставить 3 ампера протекать через открытый схема.

Если два идеальных источника тока подключены в противоположном направлении, то узел подключения будет накапливать 6 ампер и, следовательно, должен будет выдавать 3 + 3 ампера в две разомкнутые цепи, и каждый из двух свободных концов будет потреблять 3 ампера, тогда как поперек у каждого источника тока будет бесконечное напряжение.(две разомкнутые цепи)

Если идеальные источники тока имели 3 ампера и 5 ампер, то при последовательном подключении в одном и том же направлении точка подключения понизит 2 ампера до бесконечности, что вернется к источнику 5 ампер с 3 амперами. из другого источника тока. На каждом идеальном источнике тока появится бесконечное напряжение.

Если они соединены последовательно в противоположном направлении, то точка подключения накапливает 8 ампер, и поэтому ей придется сбросить 8 ампер, где 3 ампера вернутся к своему значению на стороне одного источника, а 5 ампер вернутся к своему соответствующему в стороне от другого источника, где оба идеальных источника тока будут иметь бесконечное напряжение на них.

При параллельном подключении двух источников напряжения, если они имеют одинаковое напряжение на их выходе, есть напряжение, но нет тока, а если они имеют разное напряжение, через них будет протекать бесконечный ток, чего можно было бы вообразить. протекающий ток, который будет создавать разницу в напряжении на пассивном соединении с нулевым импедансом.

Обратите внимание, что это чисто идеальная ситуация, когда в идеальном генераторе тока с его активным бесконечным внутренним выходным сопротивлением бесконечное напряжение может пропускать выходной ток, определяемый идеальным генератором тока, через пассивную разомкнутую цепь, действующую как нагрузка, в то время как в идеальный источник напряжения с активным нулевым внутренним импедансом, он может пропускать бесконечный ток через пассивный нулевой импеданс, действующий как нагрузка, создавая на нем напряжение идеального источника напряжения.На практике все это звучит как сказка, но это идеальная ситуация, и она должна быть такой, иначе как идеальный источник напряжения, так и идеальный источник тока потеряют свои определенные характеристики.

Интересно, что в этой идеологии есть место для определения следующего: –

Пассивный нулевой импеданс, действующий как нагрузка, может иметь напряжение только при подключении к идеальному источнику напряжения.

Пассивная бесконечно разомкнутая цепь, действующая как нагрузка, может пропускать ток только при подключении к идеальному источнику тока.

Активный нулевой внутренний выходной импеданс в идеальном источнике напряжения может иметь напряжение на нем.

Активный бесконечный внутренний выходной импеданс разомкнутой цепи, который присутствует в идеальном источнике тока, может проходить через него.

Кажется, что понимание таких ситуаций упростит понимание схем, таких как выход транзисторного биполярного транзистора, когда он снимается с коллектора, и когда выходной сигнал биполярного транзистора снимается с эмиттера. Кроме того, это может пролить свет на то, почему никогда не рекомендуется размещать источник напряжения на базе BJT и большой конденсатор на эмиттере одновременно, поскольку именно недостатки ситуаций приходят на помощь многим инженерным решениям. студенты!

НАДЕЖДА, ПОМОГАЕТ ВАМ

❣️

6.2: Преобразование источников – Engineering LibreTexts

Мы начнем с рассмотрения более реалистичной модели для источников постоянного напряжения и постоянного тока. Идеальный источник напряжения всегда создает заявленный потенциал независимо от того, к чему он подключен. Идеальный источник тока ведет себя аналогичным образом; он всегда будет производить один и тот же ток независимо от нагрузки. Эти ожидания нереалистичны. Например, если мы поместим сплошную медную полосу на клеммы источника напряжения, полоса может иметь сопротивление всего миллиом, что означает выходной ток в тысячи ампер.Точно так же, если бы мы отключили источник тока от любой нагрузки, его эффективная нагрузка была бы сопротивлением воздуха между его выводами, а закон Ома диктовал бы выходное напряжение, возможно, в тысячи или даже миллионы вольт. Источники из реального мира не ведут себя подобным образом.

Реалистичные модели источников

Высокоточная модель любого источника напряжения или источника тока может быть довольно сложной, но для работы общего назначения мы можем значительно улучшить наши идеальные источники, просто добавив к ним резистор.Это сопротивление называется внутренним сопротивлением источника. Важно понимать, что это не резистор, как во внутреннем компоненте, который можно изменить, а скорее математическое дополнение к источнику, которое лучше предсказывает его поведение. Кроме того, значение этого эффективного сопротивления можно определить в лаборатории путем соответствующих измерений.

Рисунок 6.2.1 : Практическая модель источника напряжения.

Модель источника напряжения добавляет последовательно сопротивление, как показано на рисунке 6.2.1 . Это сопротивление устанавливает верхний предел токового выхода источника. Даже если выходные клеммы закорочены, максимальный ток будет определяться законом Ома как напряжение источника, деленное на внутреннее сопротивление, или \ (E / R \). Очевидно, это внутреннее сопротивление создаст некоторый эффект делителя напряжения с подключенной нагрузкой. Чтобы свести к минимуму этот эффект, внутреннее сопротивление должно быть как можно меньше. Таким образом,

\ [\ text {Идеальное внутреннее сопротивление источника напряжения равно нулю Ом (короткое замыкание).} \ nonumber \]

При внутреннем сопротивлении 0 Ом эта улучшенная модель возвращается к исходному идеальному источнику. В случае лабораторного источника питания внутреннее сопротивление обычно составляет небольшую долю Ом.

Рисунок 6.2.2 : Практическая модель источника тока.

Для источника тока улучшенная модель добавляет сопротивление параллельно, как показано на рисунке 6.2.2. . Это сопротивление устанавливает верхний предел выходного напряжения источника. Если выходные клеммы разомкнуты, максимальное напряжение больше не будет создавать огромное напряжение.Вместо этого по закону Ома он должен быть равен току источника, умноженному на внутреннее сопротивление, или \ (I \ cdot R \). Это внутреннее сопротивление создаст некоторый эффект делителя тока с присоединенной нагрузкой. Чтобы свести к минимуму этот эффект, внутреннее сопротивление должно быть как можно большим. Таким образом,

\ [\ text {Идеальное внутреннее сопротивление источника тока бесконечно.} \ Nonumber \]

При бесконечном внутреннем сопротивлении в Ом (т. Е. Разомкнутом) эта улучшенная модель возвращается к исходному идеальному источнику.С этого момента, когда мы имеем дело с практическими источниками напряжения и тока, мы понимаем, что эти источники имеют некоторое внутреннее сопротивление, даже если они не показаны явно на схематической диаграмме. Кроме того, всякий раз, когда мы говорим об идеальных источниках, мы просто используем сокращение для внутреннего сопротивления источника напряжения и разрыв для внутреннего сопротивления источника тока.

Источники эквивалентности

Для любого простого источника напряжения, состоящего из идеального источника напряжения с последовательным внутренним сопротивлением, можно создать эквивалентный источник тока.Аналогично, для любого простого источника тока, состоящего из идеального источника тока с параллельным внутренним сопротивлением, может быть создан эквивалентный источник напряжения. Под «эквивалентным» мы подразумеваем, что токи нагрузки должны быть одинаковыми для обеих цепей при любом значении сопротивления нагрузки. (Обратите внимание, что если токи одинаковы, то напряжения также должны быть одинаковыми из-за закона Ома.) Рассмотрим простой источник напряжения, показанный на рисунке 6.2.1. . Его эквивалентным источником тока будет тот, который показан на рисунке 6.2.2. . Обратное тоже верно.

По причинам, которые станут очевидными из следующего раздела, посвященного теореме Тевенина, внутренние сопротивления этих двух цепей должны быть идентичны, если они должны вести себя одинаково. Зная это, найти требуемую ценность другого источника – несложный процесс. Поскольку вольт-амперная характеристика для этих цепей является линейной, линия графика может быть определена всего двумя точками. Два очевидных момента для использования – это открытые и закороченные варианты нагружения. Другими словами, если он эквивалентен для этих двух ситуаций, он должен работать при любой нагрузке.Вариант закороченной нагрузки обеспечивает максимальный ток нагрузки при нулевом напряжении нагрузки, в то время как открытый вариант нагрузки дает максимальное напряжение нагрузки при нулевом токе нагрузки.

При наличии источника напряжения максимальный ток возникает, когда нагрузка закорочена, создавая ток \ (E / R \). В тех же условиях нагрузки весь ток от текущей версии источника должен проходить через нагрузку. Следовательно, значение эквивалентного источника тока должно быть максимальным током \ (E / R \).Было бы бессмысленно использовать источник тока, который был бы больше или меньше этого значения.

В продолжение, если мы посмотрим на случай открытой нагрузки, для источника напряжения ток нагрузки будет равен нулю, а напряжение нагрузки будет полным напряжением источника \ (E \). Для источника тока нагрузка также не будет видеть тока, а ее напряжение будет представлять собой напряжение, возникающее на ее внутреннем сопротивлении, которое в \ (R \) умножено на ток \ (E / R \), или просто \ (E \). Таким образом, эти два устройства ведут себя одинаково при предельных значениях нагрузки.

Точно так же, если мы начнем с источника тока, открытая нагрузка дает максимальное напряжение нагрузки \ (I \ cdot R \). Следовательно, эквивалентный источник напряжения должен иметь значение \ (I \ cdot R \). Для источника тока закороченная нагрузка создаст ток нагрузки, равный значению источника, или \ (I \). Версия с источником напряжения будет производить ток \ (E / R \), где значение \ (E \), как было обнаружено, равно \ (I \ cdot R \), и, таким образом, ток нагрузки будет \ (I \ cdot R / R \) или просто \ (I \).И снова две версии ведут себя одинаково при предельных значениях нагрузки.

Чтобы подвести итог процесса преобразования источника:

  • Внутреннее сопротивление будет одинаковым для обеих версий.
  • При преобразовании из источника напряжения в источник тока значение источника тока будет максимальным током, доступным от источника напряжения (случай закороченной нагрузки), и будет равно \ (E / R \).
  • При преобразовании от источника тока к источнику напряжения значение источника напряжения будет максимальным напряжением, доступным от источника тока (открытый вариант нагрузки), и будет равно \ (I \ cdot R \).

Если выполняется преобразование нескольких источников (т. Е. Источников напряжения, подключенных последовательно, или источников тока, подключенных параллельно), сначала объедините источники, чтобы получить простейший источник, а затем выполните преобразование. Не конвертируйте сначала источники, а затем объединяйте их, так как вы получите последовательно-параллельные конфигурации, а не простые источники.

Разумное использование преобразования источников может иногда упростить схемы с несколькими источниками, позволяя объединять преобразованные источники, в результате чего получается один источник.

Пример 6.2.1

Определите эквивалент источника тока для источника, показанного на Рисунке 6.2.3. .

Рисунок 6.2.3 : Источник для примера 6.2.1 .

Во-первых, значение сопротивления просто копируется, поэтому внутреннее сопротивление источника тока составляет 50 \ (\ Omega \). Значение источника тока рассчитывается с использованием закона Ома на основе максимального тока, возникающего при коротком замыкании. Таким образом, все 15 вольт падают на сопротивление 50 \ (\ Omega \).

\ [I_s = \ frac {E} {R_s} \ nonumber \]

\ [I_s = \ frac {15V} {50 \ Omega} \ nonumber \]

\ [I_s = 0,3A \ nonumber \]

Рисунок 6.2.4 : Эквивалентный источник тока для источника, показанного на Рисунке 6.2.3. .

Эквивалентный источник тока показан на рисунке 6.2.4. . Мы знаем, что это будет работать для закороченных и разомкнутых корпусов, но если остались какие-либо сомнения относительно его универсального характера, просто замените любое другое значение сопротивления и сравните результаты двух цепей.Без особой причины, давайте попробуем использовать нагрузку 200 \ (\ Omega \) и посмотрим, идентичны ли токи нагрузки.

Для исходного источника напряжения можно использовать закон Ома:

\ [I_L = \ frac {E} {R_s + R_L} \ nonumber \]

\ [I_L = \ frac {15 V} {50 \ Omega +200 \ Omega} \ nonumber \]

\ [I_L = 60 мА \ nonumber \]

Для эквивалентного источника тока мы можем использовать CDR:

\ [I_L = I_s \ frac {R_s} {R_s + R_L} \ nonumber \]

\ [I_L = 0,3 A \ frac {50 \ Omega} {50 \ Omega +200 \ Omega} \ nonumber \]

\ [I_L = 60 мА \ nonumber \]

Попробуйте это с любым другим нагрузочным резистором.Результаты всегда должны быть идентичными.

А теперь попробуем пойти другим путем.

Пример 6.2.2

Определите эквивалент источника напряжения для источника, показанного на Рисунке 6.2.5. .

Рисунок 6.2.5 : Источник для примера 6.2.2 .

Еще раз, значение сопротивления просто копируется, поэтому внутреннее сопротивление источника напряжения составляет 22 кОм \ (\ Омега \). Значение источника напряжения основано на максимальном напряжении, создаваемом при разомкнутой нагрузке, и вычисляется с использованием закона Ома.В открытом корпусе все 15 миллиампер проходят через сопротивление 22 кОм.

\ [E_s = I \ times \ nonumber \]

\ [E_s = 15 мА \ раз 22к \ Омега \ nonumber \]

\ [E_s = 330 В \ nonumber \]

Эквивалентный источник напряжения показан на рисунке 6.2.6. . Опять же, давайте попробуем использовать другое значение резистора нагрузки, чтобы увидеть, идентичны ли результаты тока нагрузки и напряжения между двумя источниками. На этот раз мы сопоставим нагрузку с внутренним сопротивлением 22 кОм (\ Omega \).

Рисунок 6.2.6 : Эквивалентный источник тока для источника на Рисунке 6.2.5. .

Для источника напряжения с согласованным сопротивлением мы устанавливаем простой 50% делитель напряжения, таким образом, напряжение нагрузки будет вдвое меньше напряжения источника, или 165 вольт. Исходный текущий источник видит текущее разделение пополам из-за текущего правила делителя. Таким образом, ток нагрузки должен составлять 7,5 мА. При таком токе напряжение нагрузки будет равно

\ [V_L = I \ times \ nonumber \]

\ [V_L = 7.5 мА \ умножить на 22 к \ Омега \ nonumber \]

\ [V_L = 165 V \ nonumber \]

И снова результаты совпадают.

Теперь, когда у нас есть возможность заменить один тип источника другим, пришло время исследовать, как мы могли бы использовать его, помимо простого предоставления нам другого способа управления цепью. При разумном применении преобразования источников можно использовать для упрощения и сокращения сложных схем и, таким образом, упрощения вычислительных трудностей. Например, рассмотрим схему на рисунке 6.2,7 .

Рисунок 6.2.7 : Схема с двумя источниками.

Эта схема не похожа ни на одну схему, которую мы видели до сих пор. Хотя мы анализировали схемы с использованием нескольких источников напряжения, они всегда были в простом последовательном контуре. Таким образом, их напряжения можно сложить вместе, чтобы найти один эквивалентный источник напряжения. Здесь дело обстоит иначе. В этой схеме источники напряжения являются частью последовательно-параллельной сети, поэтому их потенциалы не могут быть просто суммированы. Фактически, никаких дальнейших упрощений в этой схеме с использованием базовых последовательно-параллельных методов не требуется.Кажется, мы застряли.

Но это не так. Эту схему можно упростить в прямую полностью параллельную сеть за счет преобразования источника. Комбинация \ (E_1 \), \ (R_1 \) может быть преобразована в один текущий источник, а комбинация \ (E_2 \), \ (R_2 \) может быть преобразована во второй источник. После преобразования результирующая схема будет состоять из двух источников тока и трех резисторов, включенных параллельно. Эту схему мы решили еще в главе 4.

Пример 6.2.3

Определите \ (V_b \) для схемы на Рисунке 6.2.8 .

Рисунок 6.2.8 : Схема для примера 6.2.3 .

Первым шагом будет преобразование источников напряжения в источники тока. Мы будем рассматривать резисторы, подключенные к их положительным клеммам, как их внутренние сопротивления. Другими словами, у нас есть источник на 15 В с сопротивлением 1 кОм (\ Омега \) и источник на 6 В с сопротивлением 4 кОм (\ Омега \).

Для первого источника ток будет:

\ [I_s = \ frac {E} {R_s} \ nonumber \]

\ [I_s = \ frac {15 V} {1k \ Omega} \ nonumber \]

\ [I_s = 15 мА \ nonumber \]

А для второго источника:

\ [I_s = \ frac {E} {R_s} \ nonumber \]

\ [I_s = \ frac {6V} {4 k \ Omega} \ nonumber \]

\ [I_s = 1.5 мА \ nonumber \]

Рисунок 6.2.9 : Версия схемы с эквивалентным источником тока, изображенная на Рисунке 6.2.8. .

Эквивалентная преобразованная схема показана на рисунке 6.2.9. . Прежде чем продолжить, стоит отметить, что соединительные узлы \ (a \) и \ (c \) больше не существуют в этой цепи. Подробнее об этом чуть позже. Эта новая схема состоит из пары источников тока, которые в сумме составляют 16,5 мА и которые управляют тремя параллельными резисторами, 1 k \ (\ Omega \) \ (|| \) 4 k \ (\ Omega \) \ (|| \) 5 к \ (\ Омега \), или примерно 689.7 \ (\ Омега \). Закон Ома говорит нам, что \ (V_b \) составляет:

\ [V_b = I_ {Total} \ times R_ {Equivalent} \ nonumber \]

\ [V_b \ приблизительно 16,5 мА \ раз 689,7 \ Омега \ nonumber \]

\ [V_b = 11,38 В \ nonumber \]

Теперь мы можем взять это напряжение и подать его обратно в исходную (непреобразованную) цепь. Зная этот потенциал, относительно легко определить другие токи и напряжения, используя KVL и закон Ома. Глядя на резистор 1 кОм (\ Омега \), напряжение на нем должно быть 15 В – 11.38 В, или 3,62 В. Следовательно, ток через него должен быть 3,62 мА. Точно так же напряжение на резисторе 4 кОм (\ Омега \) должно быть 11,38-6 В, или 5,38 В, что дает ток 1,345 мА. Оба этих потока текут слева направо. Затем третий ток, протекающий через 5 кОм \ (\ Omega \), составляет 11,38 В / 5 кОм \ (\ Omega \), или 2,276 мА. KCL утверждает, что текущий входящий узел \ (b \) должен равняться токам на выходе. Входящий ток 3,62 мА. Выходные токи 1,345 мА и 2.276 мА или 3,62 мА при округлении до трех разрядов (как входной ток).

Как уже упоминалось, узлы \ (a \) и \ (c \) исчезли в преобразованной схеме в Примере 6.2.3. . Это поднимает важный момент. Эквивалентные схемы эквивалентны в том смысле, что элементы, подключенные к эквивалентной схеме, ведут себя так же, как и с исходной схемой. Это не означает, что элементы внутри эквивалента видят одинаковый ток или напряжение. Мы не ожидаем, что напряжение на резисторах 1 к \ (\ Omega \) или 4 к \ (\ Omega \) в преобразованной версии будет таким же, как в исходной версии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.