Елементи на електрическата верига с постоянен ток
Електрическа веригае набор от устройства и обекти, които образуват път за електрически ток, електромагнитните процеси, в които могат да бъдат описани с помощта на концепциите за електрически ток, EMF (електродвижеща сила) и електрическо напрежение.
Всички устройства и обекти, които съставляват електрическата верига, могат да бъдат разделени на три групи:
Източници на електрическа енергия (мощност).
Общо свойство на всички източници на енергия е преобразуването на някаква форма на енергия в електрическа. Източниците, в които неелектрическата енергия се преобразува в електрическа, се наричат първични източници. Вторичните източници са тези източници, които имат както входна, така и изходна електрическа енергия (например токоизправителни устройства).
Консуматори на електрическа енергия.
Общото свойство на всички потребители е преобразуванетона електрическаелектрическа енергия в други видове енергия (например нагревател). Понякога се нарича натоварване от потребителите.
Спомагателни елементи на веригата: свързващи проводници, комутационна апаратура, защитно оборудване, измервателни уреди и др., без които реалната верига не работи.
Електрическата верига на най-простата електрическа верига, която осигурява работата на осветителното оборудване, е показана на фиг.
Източник на ЕДС.
Източникът на ЕМП (идеален източник на напрежение) е двутерминална мрежа, чието напрежение на клемите не зависи от тока, протичащ през източника, и е равно на неговия ЕМП. ЕДС на източника може да бъде зададена или постоянна, или като функция на времето, или като функция на външно управляващо действие. В най-простия случай ЕМП обикновено се определя като константаозначен с буквата.
Свойства Идеален източник на напрежение
Фигура 2. Реален източник на напрежение под товар
Фигура 3. Характеристики на натоварване на идеални (сини) и реални (червени) източници.
Напрежението на клемите на идеален източник на напрежение не зависи от товара. Токът се определя само от съпротивлението на външната верига:
Идеалният модел на източник на напрежение се използва за представяне на реални електронни компоненти като еквивалентни схеми. Всъщност идеалният източник на напрежение (източник на ЕМП) е физическа абстракция, тъй като когато съпротивлението на натоварване клони към нула, изходният ток и електрическата мощност се увеличават за неопределено време, което противоречи на физическата природа на източника.
Реален източник на напрежение
В действителност всеки източник на напрежение има вътрешно съпротивление. Трябва да се отбележи, че вътрешното съпротивление е изключително конструктивно свойство на източника. Еквивалентната схема на източник на реално напрежение е последователно свързване на идеален източник на емф и вътрешно съпротивление.
Фигура 3 показва характеристиките на натоварване на идеален източник на напрежение (синя линия) и реален източник на напрежение (червена линия).
- спад на напрежението върху вътрешното съпротивление;
- спад на напрежението върху товара.
При късо съединение цялата мощност на източника на енергия се разсейва във вътрешното му съпротивление. В този случай токът на късо съединение ще бъде максимален. Познавайки напрежението на отворена верига и тока на късо съединение, можем да изчислим вътрешното съпротивление на източника на напрежение: