Источник тока формула: Электродвижущая сила. | Объединение учителей Санкт-Петербурга

Электродвижущая сила. | Объединение учителей Санкт-Петербурга

Электродвижущая сила.

Роль источника тока: разделить заряды за счет совершения работы сторонними силами. Любые силы, действующие на заряд, за исключением потенциальных сил электростатического происхождения (т. е. кулоновских) называютсторонними силами.

(Сторонние силы объясняются электромагнитным взаимодействием между электронами и ядрами)

ЭДС — энергетическая  характеристика источника. Это физическая величина, равная отношению работы, совершенной сторонни­ми силами при перемещении электрического заряда по замкнутой цепи, к этому заряду:

Измеряется в вольтах (В).

Еще одна характеристика источника — внутреннее сопротивление источника тока: r.

 

Закон Ома для полной цепи.

Энергетические преобразования в цепи:

— закон сохранения энергии

(А — работа сторонних сил; Авнеш.— работа тока на внешнем участке цепи сопротивлением RАвнутр.— работа тока на внутреннем сопротивлении источникаr.)

Закон ОмаСила тока в цепи постоянного тока прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению электрической цепи.

Следствия:

 

1. Если R>>r, то ε=U. Измеряют e высокоомным вольтметром при разомкнутой внешней цепи.

2.Если R<<r, то ток   — максимальный ток для данной цепи (ток короткого замыкания).  Опасно, т.к.  — возрастает

e= U1+U2

3. На внутреннем участке цепи:   Aвнутр=U1q , на внешнем участке цепи: Aвнеш=U2q.

A=Aвнутр+ Aвнеш. Тогда: εq=U1q+U2q. Следовательно: ε= U1+U2

ЭДС источника тока равна сумме падений напряжений на внешнем и внутреннем   участках цепи.

 

4.  Если R растет, то I уменьшается.  — при уменьшении силы тока в цепи напряжение увеличивается!

 

5. Мощность: а) Полная..

б) Полезная. .

в) Теряемая. .

г) КПД   .

 

Соединение источников тока.

1. Последовательное соединение источников:  полная ЭДС цепи равнаалгебраической сумме ЭДС отдельных источников, полное внутреннее сопротивление равно сумме внутренних сопротивлений всех источников тока. Если все источники одинаковы и включены в одном направлении, то 

Тогда з-н Ома запишется в виде:

2. Параллельное соединение источников: один из источников (с наибольшейЭДС) работает как источник, остальные — как потребители (на этом принципе основана зарядка аккумулятора). Расчет по правилам Кирхгофа (см.).

Если все источники одинаковы , то закон Ома запишется в виде:.

Закон Ома для  неоднородного участка цепи .

—  знаки «+» или «-« выбираются в зависимости от того, в одну или в противоположные стороны направлены токи создаваемые источником ЭДС и электрическим полем.

Правила Кирхгофа.

1. Алгебраическая сумма сил токов в каждом узле (точке разветвления) равна 0.   

 — следствие закона сохранения электрического заряда.

2. В любом замкнутом контуре цепи алгебраическая сумма произведений сил токов в отдельных участках на их сопротивления равна алгебраической сумме ЭДС источников в этих контурах.   — следствие закона Ома для неоднородного участка цепи.

Направление токов выбирают произвольно. Если после вычислений значение силы тока отрицательно, то направление противоположно.

Замкнутый контур обходят в одном направлении. Если направление обхода совпадает с направлением тока, то IR>0. Если при обходе приходят к «+» источника, то его ЭДС отрицательна.

В полученную систему уравнений должны входить все ЭДС и все сопротивления. Т.о. система должна состоять из одного уравнения для токов и  k-1 — го уравнения для ЭДС (

k — количество замкнутых контуров).

 

Источники ЭДС и тока

Источниками энергии  в электрической цепи может быть источник тока или источник ЭДС.

Источник ЭДС

Источник ЭДС характеризуется тем, что электродвижущая сила в нем не зависит от тока. Тогда напряжение на его зажимах будет определяться как

В идеальном источнике ЭДС, внутреннее сопротивление rвн =  0, а ЭДС e = const, поэтому напряжение на зажимах не зависит от тока в нагрузке.  Выразив из выражения для напряжения, rвн получим 

В реальном источнике, внутреннее сопротивление хотя и мало, но все же присутствует, поэтому имеется слабая зависимость напряжения от тока, которая изображается графически с помощью внешней характеристики источника ЭДС.

 

На схеме внутреннее сопротивление источника ЭДС выносится за обозначение источника. Причем необходимо указать положительное направление 

e самого источника.

 

Если условно отнести внутреннее сопротивление источника к сопротивлению нагрузки, то на схеме получим идеальный источник ЭДС.

Источник тока

В источнике тока, ток не зависит от напряжения на нагрузке. Ток источника определяется как 

где gвн это внутренняя проводимость источника тока. В идеальном источнике внутренняя проводимость равна нулю, а J = const. Но в реальном источнике, проводимость хотя и малая, но присутствует, поэтому ток зависит от напряжения на зажимах нагрузки. Как и в случае источника ЭДС, эту зависимость можно представить графически с помощью внешней характеристики источника тока.

На схеме источник тока изображается следующим образом

 

Если внутреннюю проводимость отнести к нагрузке, то на схеме получим идеальный источник тока.

Замена источников ЭДС и тока

Часто при решении задач, требуется заменить источник ЭДС  источником тока, для этого необходимо разделить выражение для источника ЭДС на внутреннее сопротивление источника 

В результате получим 

где J – ток короткого замыкания источника,  i0 – ток протекающий через внутреннее сопротивление, i – ток нагрузки.

Проводимость полученного источника тока будет равна 


Аналогичным образом возможна замена источника тока, источником ЭДС. В этом случае разделим выражение для источника тока на gвн 

Получим 

Сопротивление полученного источника ЭДС равно 

  • Просмотров: 18028
  • Идеальный источник тока | Электрикам

    Идеальный источник тока представляет собой активный элемент, ток которого не зависит от напряжения на его зажимах. Предполагается, что внутреннее

    сопротивление идеального источника тока бесконечно велико, и поэтому параметры внешней электрической цепи, от которых зависит напряжение на зажимах источника, не влияют на ток источника.
    Условные обозначения идеального источника тока приведены на рис. 1

    Стрелка в источнике тока или знаки «+» и «—» указывают положительное направление тока i(t) или полярность источника, т. е. направление перемещения положительных зарядов.

    Сейчас принято обозначать источники тока буквой J, и чаще всего применяется нижнее условно графическое изображение.

    Рис.1 — Идеальный источник тока

    По мере неограниченного увеличения сопротивления внешней электрической цепи, присоединенной к идеальном

    у источнику тока, напряжение на его зажимах и соответственно мощность, развиваемая им, неограниченно возрастают.

    Поэтому идеальный источник тока, так же как и идеальный источник напряжения, рассматривается как источник бесконечной мощности.

     

    Источник тока конечной мощности изображается в виде идеального источника тока с параллельно подключенным к его зажимам пассивным элементом  который характеризует внутренние параметры источника и

    Представляя собой теоретическое понятие, источник тока применяется в ряде случаев для расчета электрических цепей.

    Некоторым подобием источника тока может служить устройство, состоящее из аккумулятора, соединенного последовательно с дополнительным большим сопротивлением  Другим примером источника тока может являться пяти электродная усилительная электронная лампа (пентод). Имея внутреннее сопротивление  несоизмеримо большее,  чем сопротивление внешней электрической цепи, эти устройства отдают ток, почти не зависящий от изменения внешней нагрузки в широких пределах, и именно в этом отношении они аналогичны источнику тока.

    Идеальный источник эдс

    КПД источника тока: формулы

    В процессе перемещения зарядов внутри замкнутой цепи, источником тока совершается определенная работа. Она может быть полезной и полной. В первом случае источник тока перемещает заряды во внешней цепи, совершая при этом работу, а во втором случае – заряды перемещаются во всей цепи. В этом процессе большое значение имеет КПД источника тока, определяемого, как соотношение внешнего и полного сопротивления цепи. При равенстве внутреннего сопротивления источника и внешнего сопротивления нагрузки, половина всей мощности будет потеряна в самом источнике, а другая половина выделится на нагрузке. В этом случае коэффициент полезного действия составит 0,5 или 50%.

    КПД электрической цепи

    Рассматриваемый коэффициент полезного действия в первую очередь связан с физическими величинами, характеризующими скорость преобразования или передачи электроэнергии. Среди них на первом месте находится мощность, измеряемая в ваттах. Для ее определения существует несколько формул: P = U x I = U2/R = I2 x R.

    В электрических цепях может быть различное значение напряжения и величина заряда, соответственно и выполняемая работа тоже отличается в каждом случае. Очень часто возникает необходимость оценить, с какой скоростью передается или преобразуется электроэнергия. Эта скорость представляет собой электрическую мощность, соответствующую выполненной работе за определенную единицу времени. В виде формулы данный параметр будет выглядеть следующим образом: P=A/∆t. Следовательно, работа отображается как произведение мощности и времени: A=P∙∆t. В качестве единицы измерения работы используется джоуль (Дж).

    Для того чтобы определить, насколько эффективно какое-либо устройство, машина электрическая цепь или другая аналогичная система, в отношении мощности и работы используется КПД – коэффициент полезного действия. Данная величина определяется как отношение полезно израсходованной энергии, к общему количеству энергии, поступившей в систему. Обозначается КПД символом η, а математически определяется в виде формулы: η = A/Q x 100% = [Дж]/[Дж] х 100% = [%], в которой А – работа выполненная потребителем, Q – энергия, отданная источником. В соответствии с законом сохранения энергии, значение КПД всегда равно или ниже единицы. Это означает, что полезная работа не может превышать количество энергии, затраченной на ее совершение.

    Таким образом, определяются потери мощности в какой-либо системе или устройстве, а также степень их полезности. Например, в проводниках потери мощности образуются, когда электрический ток частично превращается в тепловую энергию. Количество этих потерь зависит от сопротивления проводника, они не являются составной частью полезной работы.

    Существует разница, выраженная формулой ∆Q=A-Q, наглядно отображающей потери мощности. Здесь очень хорошо просматривается зависимость между ростом потерь мощности и сопротивлением проводника. Наиболее ярким примером служит лампа накаливания, КПД у которой не превышает 15%. Остальные 85% мощности превращаются в тепловое, то есть в инфракрасное излучение.

    Что такое КПД источника тока

    Рассмотренный коэффициент полезного действия всей электрической цепи, позволяет лучше понять физическую суть КПД источника тока, формула которого также состоит из различных величин.

    В процессе перемещения электрических зарядов по замкнутой электрической цепи, источником тока выполняется определенная работа, которая различается как полезная и полная. Во время совершения полезной работы, источника тока перемещает заряды во внешней цепи. При полной работе, заряды, под действием источника тока, перемещаются уже по всей цепи.

    В виде формул они отображаются следующим образом:

    • Полезная работа – Аполез = qU = IUt = I2Rt.
    • Полная работа – Аполн = qε = Iεt = I2(R +r)t.

    На основании этого, можно вывести формулы полезной и полной мощности источника тока:

    • Полезная мощность – Рполез = Аполез /t = IU = I2R.
    • Полная мощность – Рполн = Аполн/t = Iε = I2(R + r).

    В результате, формула КПД источника тока приобретает следующий вид:

    • η = Аполез/ Аполн = Рполез/ Рполн = U/ε = R/(R + r).

    Максимальная полезная мощность достигается при определенном значении сопротивления внешней цепи, в зависимости от характеристик источника тока и нагрузки. Однако, следует обратить внимание на несовместимость максимальной полезной мощности и максимального коэффициента полезного действия.

    Исследование мощности и КПД источника тока

    Коэффициент полезного действия источника тока зависит от многих факторов, которые следует рассматривать в определенной последовательности.

    Для определения величины тока в электрической цепи, в соответствии с законом Ома, существует следующее уравнение: i = E/(R + r), в котором Е является электродвижущей силой источника тока, а r – его внутренним сопротивлением. Это постоянные величины, которые не зависят от переменного сопротивления R. С их помощью можно определить полезную мощность, потребляемую электрической цепью:

    • W1 = i x U = i2 x R. Здесь R является сопротивлением потребителя электроэнергии, i – ток в цепи, определяемый предыдущим уравнением.

    Таким образом, значение мощности с использованием конечных переменных будет отображаться в следующем виде: W1 = (E2 x R)/(R + r).

    Поскольку сила тока представляет собой промежуточную переменную, то в этом случае функция W1(R) может быть проанализирована на экстремум. С этой целью нужно определить значение R, при котором величина первой производной полезной мощности, связанная с переменным сопротивлением (R) будет равной нулю: dW1/dR = E2 x [(R + r)2 – 2 x R x (R + r)] = E2 x (Ri + r) x (R + r – 2 x R) = E2(r – R) = 0 (R + r)4 (R + r)4 (R + r)3

    Из данной формулы можно сделать вывод, что значение производной может быть нулевым лишь при одном условии: сопротивление приемника электроэнергии (R) от источника тока должно достичь величины внутреннего сопротивления самого источника (R => r). В этих условиях значение коэффициента полезного действия η будет определяться как соотношение полезной и полной мощности источника тока – W1/W2. Поскольку в максимальной точке полезной мощности сопротивление потребителя энергии источника тока будет таким же, как и внутреннее сопротивление самого источника тока, в этом случае КПД составит 0,5 или 50%.

    Задачи на мощность тока и КПД

    Внутреннее сопротивление источника тока — формула

    Величина, характеризующая количество энергетических потерь, возникающих при протекании тока через его источник, определяется как внутреннее сопротивление источника тока. Как и обычное сопротивление, имеет единицу измерения, равную 1 Ом. Ток, двигаясь через источник, теряет часть своей энергии, которая переходит в тепло, точно так же, как на любом нагрузочном сопротивлении. Это значит, что величина напряжения на выводах источника зависит от величины тока, а не от ЭДС.

    Зависимость напряжения между его выводами от тока источника

    Если рассмотреть замкнутую электрическую цепь, в которую включён источник тока (батарейка, аккумулятор или генератор), и нагрузку R, то ток течёт и внутри источника. Внутреннее сопротивление источника, обозначаемое буквой r, ему препятствует.

    У генератора r – это внутреннее сопротивление обмоток статора, у аккумулятора – сопротивление электролита.

    Измерение сопротивления петли фаза-нуль

    Петля «фаза – нуль» – это электрическая цепь переменного тока, которая может возникнуть в результате короткого замыкания между проводами: «фаза» и «ноль» или «фаза» и «фаза». Разрушение изоляции, механические повреждения или случайное соединение оголённых участков кабеля между собой могут стать этому причиной. В установках с глухо заземлённой нейтралью нулевой проводник физически связан с нейтралью трансформатора, она подключена к контуру заземления. При замыкании на корпус или соединении фаз между собой образуется цепь (петля).

    Главная задача проводимых измерений – узнавать, каким будет величина тока через петлю при КЗ. Это обязательно для расчёта и подбора защитного оборудования. Хорошим результатом будет маленькое сопротивление петли, тогда ток Iк.з. будет наибольшим. От его величины зависит, как быстро сработает защитный автоматический выключатель.

    Чем меньше времени будет затрачено на отключение повреждённой или закороченной цепи, тем больше шансов предотвратить пожар от возгорания кабельной сети. При попадании человека под удар электрического тока в результате прикосновения или короткого замыкания автоматическое снятие напряжения спасёт ему жизнь.

    На предприятиях ежегодно проводится комплекс измерений защитного заземления и сопротивления петли фаза – ноль. При неудовлетворительных результатах проводится ряд мероприятий:

    • заменяются участки провода, не отвечающие требованиям по диаметру сечения;
    • перекручиваются болтовые соединения с обязательной установкой врезных шайб;
    • вскрываются контуры защитных заземлений и осматриваются на предмет целостности сварных соединений и состояния элементов заземления;
    • при необходимости в контур защитного заземления добавляются дополнительные элементы;
    • исключается последовательное подключение корпусов устройств к общей шине заземления.

    После выполнения комплекса мероприятий измерения проводятся повторно.

    Проверка сопротивления петли «фаза – ноль»

    Нахождение внутреннего сопротивления

    Его можно находить двумя путями: рассчитать или измерить. Первым путём идут при работе с электрическими схемами, второй – выбирают, занимаясь с реальными устройствами.

    Простой расчёт производится с использованием формулы Закона Ома для участка полной цепи:

    I = ε / (r + R).

    Чтобы узнать силу тока, нужно напряжение ЭДС делить на сумму сопротивлений.

    Выразив отсюда r, получают формулу для его вычисления:

    r = (ε / I) – R,

    где:

    • r – внутреннее сопротивление источника;
    • ε – ЭДС источника;
    • I – сила тока в полной цепи;
    • R – сопротивление в полной цепи.

    Комплекс измерений этого параметра у настоящего устройства не подразумевает непосредственных замеров. Тестируются напряжения на нагрузочном сопротивлении в двух режимах тока: холостом и КЗ.

    Так как не любой источник может выдержать даже кратковременный режим замыкания, берётся метод измерения без вычислений.

    В схему включается внешнее сопротивление нагрузки в виде подстроечного резистора Rн. Выставляется такое значение, при котором падение напряжения на резисторе равнялось бы 1/2 U холостого хода. Тогда измеренное омметром Rн будет соответствовать внутреннему сопротивлению источника.

    Внутреннее сопротивление источника тока

    Малое внутреннее сопротивление

    Малой величины внутреннего сопротивления добиваются применением обратной связи в схемах, куда включён двухполюсник. В стабилизаторах напряжения r достигает значений менее 9*10-4 Ом. Автомобильная АКБ 6СТ-60 обладает сопротивлением около 0,01 Ом. Если произвести измерения петли фаза-ноль бытовой сети, то норма значения лежит в пределах 0,05-1 Ом.

    Реактивное внутреннее сопротивление

    Кроме гальванических и электролитических двухполюсников, существуют источники питания, схемы которых включают в себя реактивные элементы.  При определении их внутреннего сопротивления используют метод комплексных амплитуд. Он подразумевает использовать при расчётах комплексные сопротивления элементов, включённых в схему. Величины токов и напряжений заменяются значениями их комплексных амплитуд. Сам алгоритм вычисления такой же, как при расчёте активного сопротивления.

    Процесс измерений r-реактивного немного отличается от измерения активной составляющей сопротивления. Методы зависят от того, какие параметры этой комплексной функции нужно узнать: отдельные составляющие или комплексное число.

    На эти параметры влияет частота, поэтому, чтобы при тестировании добиться информации о внутреннем реактивном значении r, нужно убрать частотную зависимость. Это достигается комплексом замеров на всём диапазоне частот, генерируемых таким двухполюсником.

    Большое внутреннее сопротивление

    Пьезоэлектрические датчики, конденсаторные микрофоны и другие источники импульсов обладают повышенным внутренним импедансом. Чтобы эффективно использовать такие устройства, нужно правильно согласовать схему считывания сигнала. При неудачном согласовании неизбежны потери.

    Важно! Удачное согласование по напряжению получается при использовании для снятия сигнала устройства, с большим входным сопротивлением, чем у источника сигнала. В случае высокоомного источника для считывания сигнала применяется буферный усилитель.

    Внутреннее сопротивление и импеданс

    Импеданс – полное (комплексное) внутреннее сопротивление эквивалентного двухполюсника переменному току. Обозначается буквой Z и так же измеряется в Омах.

    Слагаемые полного сопротивления – импеданса

    Двухполюсник и его эквивалентная схема

    Двухполюсник представляет собой электрическую цепь, содержащую две точки присоединения к другим цепям. Бывает два вида электрических цепей:

    • цепи, содержащие источник тока или напряжения;
    • двухполюсники, не являющиеся источниками.

    Первые характеризуются электрическими параметрами: силой тока, напряжением и импедансом. Для расчёта параметров таких двухполюсников предварительно производят замену реальных элементов цепи на идеальные элементы. Комбинация, которая получается в результате подобной замены, называется эквивалентной схемой.

    Внимание! При работе со сложными электрическими схемами с учётом того, что устройство работает на одной частоте, допустимо преобразовывать последовательные и параллельные ветви до получения простой схемы, доступной для расчёта параметров.

    Второй вид двухполюсников можно охарактеризовать только величиной внутреннего сопротивления.

    Влияние внутреннего сопротивления на свойства двухполюсника

    Чем оно выше, тем меньшую мощность выдаёт источник при подключении нагрузки. Определить мощность в нагрузке можно по формуле:

    PR = E2/(r+R)2*R,

    где:

    • E – напряжение ЭДС;
    • R – сопротивление нагрузки;
    • r – активное внутреннее сопротивление двухполюсника.

    Формула применима к двухполюсникам, не отдающим энергию.

    К сведению. Когда величина внутреннего сопротивления двухполюсника приближается по своему значению к сопротивлению нагрузки, передача мощности достигает максимума.

    Разрядная емкость источника

    Величина, зависящая от силы тока разряда, называется разрядной ёмкостью источника. Это электрический заряд, который отдаёт источник в процессе эксплуатации в зависимости от тока нагрузки. Эту величину можно считать постоянной условно. Так, стартерный аккумулятор, имеющий разрядную ёмкость С = 55 А*ч, при токе разряда 5,5 А проработает 10 часов. При запусках холодного или имеющего неисправность автомобиля аккумулятор можно разрядить за несколько минут.

    Для того чтобы найти остаточную разрядную ёмкость, производят циклы «заряд – разряд». Они выполняются при помощи нагрузочных сопротивлений. Разряд на нагрузочное сопротивление производят до минимально допустимых значений плотности электролита. При этом замеряется время работы под нагрузкой. Это актуально при сезонном обслуживании аккумуляторов для выявления процессов саморазряда.

    Разрядная ёмкость автомобильного аккумулятора

    Внутреннее сопротивление источников тока – важная величина. Методы, применяемые для её снижения, являются прямыми путями увеличения отдаваемой мощности источника, значит, повышения производительности двухполюсников. Правильное измерение и вычисление импеданса эквивалентных схем позволяют приблизить двухполюсник к идеальному источнику.

    Видео

    Закон Ома для полной цепи

    Закон Ома для полной цепи – эмпирический (полученный из эксперимента) закон, который устанавливает связь между силой тока, электродвижущей силой (ЭДС) и внешним и внутренним сопротивлением в цепи.

    При проведении реальных исследований электрических характеристик цепей с постоянным током необходимо учитывать сопротивление самого источника тока. Таким образом в физике осуществляется переход от идеального источника тока к реальному источнику тока, у которого есть свое сопротивление (см. рис. 1).

    Рис. 1. Изображение идеального и реального источников тока

    Рассмотрение источника тока с собственным сопротивлением обязывает использовать закон Ома для полной цепи.

    Сформулируем закона Ома для полной цепи так (см. рис. 2): сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи, где под полным сопротивлением понимается сумма внешних и внутренних сопротивлений.

    Рис. 2. Схема закона Ома для полной цепи.

    Формула закона Ома для полной цепи

    • R – внешнее сопротивление [Ом];
    • r – сопротивление источника ЭДС (внутреннее) [Ом];
    • I – сила тока [А];
    • ε– ЭДС источника тока [В].

    Рассмотрим некоторые задачи на данную тему. Задачи на закон Ома для полной цепи, как правило, дают ученикам 10 класса, чтобы они могли лучше усвоить указанную тему.

    I. Определите силу тока в цепи с лампочкой, сопротивлением 2,4 Ом и источником тока, ЭДС которого равно 10 В, а внутреннее сопротивление 0,1 Ом.

    По определению закона Ома для полной цепи, сила тока равна:

    II. Определить внутреннее сопротивление источника тока с ЭДС 52 В. Если известно, что при подключении этого источника тока к цепи с сопротивлением 10 Ом амперметр показывает значение 5 А.

    Запишем закон Ома для полной цепи и выразим из него внутреннее сопротивление:

    III. Однажды школьник спросил у учителя по физике: «Почему батарейка садится?» Как грамотно ответить на данный вопрос?

    Мы уже знаем, что реальный источник обладает собственным сопротивлением, которое обусловлено либо сопротивлением растворов электролитов для гальванических элементов и аккумуляторов, либо сопротивлением проводников для генераторов. Согласно закону Ома для полной цепи:

    следовательно, ток в цепи может уменьшаться либо из-за уменьшения ЭДС, либо из-за повышения внутреннего сопротивления. Значение ЭДС у аккумулятора почти постоянный. Следовательно, ток в цепи понижается за счет повышения внутреннего сопротивления. Итак, «батарейка» садится, так как её внутреннее сопротивление увеличивается.

    Помогите решить / разобраться (Ф)

    Можете для примера тогда хотя бы про источник напряжения рассказать по сути: какие ошибки у меня допущены в рассуждениях?

    На такой вопрос ответить сложно, потому рассуждения слишком бессистемные, а на причину бессистемности уже указал.

    Ну, например

    для понимания этой темы надо любой источник питания замкнуть накоротко


    — совершенно неясно, что Вы так пытаетесь понять.

    Вот есть черный ящик с двумя контактами. Является ли он идеальным источником напряжения? Чтобы ответить на этот вопрос, можно провести эксперименты с целью проверки свойств, которыми должен обладать идеальный источник напряжения (по определению!). «Если нечто выглядит как утка, плавает как утка и крякает как утка, то это, вероятно, утка и есть». В реальности ни один источник питания не является идеальным источником напряжения по очевидный причине — ограниченная мощность, и следовательно, ограниченный ток. Однако если ввести ограничения на нагрузку — очень многие источники питания обладают свойствами [почти] идеального источника напряжения. Это и есть причина, по которой ввели такое определение; если мы остаёмся в рамках некоторого диапазона нагрузок, при расчёте схемы можно вместо реального (очень сложного!) источника взять предельно простую математическую модель, тем самым упростив себе жизнь.

    Какой эксперимент Вы можете провести, чтобы удостовериться, что источник питания обладает свойствами идеального источника напряжения? Во-первых, договариваемся о предельной нагрузке. Затем экспериментально снимаем вольт-амперную характеристику и строим её график. То есть, варьируем сопротивление нагрузки — например, реостатом — и собираем множество экспериментальных данных в виде пар (ток нагрузки, напряжение на выходе источника). Если на графике (ось X — ток, ось Y — напряжение) получилась горизонтальная прямая, значит, напряжение на выходе источника питания не зависит от тока нагрузки и его можно моделировать как идеальный, пока мы не превышаем некий предел.

    Именно такими свойствами обладают стабилизированные источники питания, например, блок питания компьютера.

    Нестабилизированные источники, скажем, батарейки, обладают несколько худшими характеристиками и заменять их моделью идеального источника напряжения следует с большой осторожностью. Свежая пальчиковая батарейка выдаёт 1.5 В без нагрузки, однако при нагрузке в несколько ампер напряжения на её зажимах просядет до 1 В. Поэтому приходится учитывать внутреннее сопротивление, пририсовав к идеальному источнику напряжения резистор.

    С идеальным источником тока аналогично. Но в быту ничего похожего на идеальный источник тока не встречается, по крайней мере, в виде отдельного устройства. Зато источники тока распространены как составляющая часть более сложных приборов — например, для питания светодиодных фонарей часто применяют электрическую схему (преобразователь), выходная вольт-амперная характеристика которой напоминает идеальный источник тока (в определённых пределах!). Вы можете сконструировать простую схему с характеристиками, похожими на характеристики идеального источника тока. Например, берём 9 В батарейку, соединяем последовательно с ней резистор в 10000 Ом, и помещаем в «чёрный ящик», из которого торчат два вывода. Даём этот черный ящик другому человеку вместе с комплектом резисторов гораздо меньшего сопротивления — например, от нуля до 100 Ом. Ничего не зная про содержимое ящика, человек обнаружит, что в данном диапазоне сопротивлений нагрузки черный ящик ведёт себя почти как идеальный источник тока (экспериментально построив вольт-амперную характеристику).

    Что такое источник тока | Электрика4у

    Текущий источник:

    В электрической сети источник тока и источник напряжения являются основными понятиями, лежащими в основе многих электрических приложений. Давайте посмотрим, что является текущим источником…

    Идеальный источник тока:

    Источник тока, который подает постоянный ток на подключенные к цепи нагрузки независимо от напряжения, развиваемого на его клеммах. Нагрузки могут быть резистивными, индуктивными, емкостными и т. д.Внутреннее сопротивление источника тока должно быть равно бесконечности. Но на практике мы не можем построить идеальный источник тока.

     

    Независимый источник тока:

    Подает постоянный ток в цепь независимо от нагрузки и направления напряжения, появляющегося на его клемме.
    [wp_ad_camp_1]

    Символическое представление:

    Подключен последовательно Независимый источник тока:

    Чтобы получить вывод…

    1. Все источники тока должны быть одного номинала
    2. Необходимо соблюдать полярность.Неправильная полярность приводит к снижению выходной мощности.

    Параллельное подключение Независимый источник тока:

    Параллельно соединенные источники тока эквивалентны алгебраической сумме одиночных источников тока.

    Примечание. Источники напряжения нельзя подключать, если напряжения на клеммах источника напряжения не равны.

    Зависимые источники тока:

    При этом источник тока зависит от существующих источников тока или напряжения в цепи (источник будет помещен в ту же цепь, но в другом месте)

    1. Источник тока с управлением по напряжению.
    2. Источник тока с регулируемым током.

    Источник тока с управлением по напряжению.

    Источник выдает ток (поток электронов) в соответствии с напряжением зависимого элемента в той же сети

    Пример:

    https://commons.wikimedia.org/wiki/Пользователь:GorillaWarfare
    [wp_ad_camp_1]

    Ток Управляемый источник тока.

    Источник выдает ток в соответствии с током зависимого элемента в цепи.

    Пример:

    Ток Источник управляемого тока

     

    Предыдущая статьяПравило делителя тока для легкого пониманияСледующая статьяИстория электротехники

    Преобразование источника (напряжение в ток и ток в напряжение)

    Что такое преобразование источника?

    Преобразование электрического источника (или просто «преобразование источника») — это метод упрощения схем путем замены источника напряжения его эквивалентным источником тока или источника тока его эквивалентным источником напряжения.Исходные преобразования реализуются с использованием теоремы Тевенина и теоремы Нортона.

    Преобразование источника — это метод, используемый для упрощения электрической цепи.

    Мы проиллюстрируем, как это делается, на примере.

    Возьмем простой источник напряжения и последовательно с ним соединенное сопротивление.

    Это последовательное сопротивление обычно представляет собой внутреннее сопротивление практического источника напряжения.

    Теперь давайте замкнем накоротко выходные клеммы цепи источника напряжения, как показано ниже,

    Теперь, применив закон Кирхгофа для напряжения в приведенной выше цепи, мы получим,

    Где I — ток, подаваемый источником напряжения, когда это короткое замыкание.

    Теперь давайте возьмем источник тока того же тока I, который создает такое же напряжение холостого хода на своих разомкнутых клеммах, как показано ниже,

    Теперь, применив закон Кирхгофа к узлу 1 вышеприведенной схемы, мы получим,

    Из уравнений (i) и (ii) получаем,

    Напряжение холостого хода обоих источников равно V, а ток короткого замыкания обоих источников равен I. Одно и то же сопротивление, соединенное последовательно в источнике напряжения, подключено параллельно в его эквивалентный источник тока.

    Таким образом, эти источник напряжения и источник тока эквивалентны друг другу.

    Источник тока представляет собой двойную форму источника напряжения, а источник напряжения представляет собой двойную форму источника тока.

    Источник напряжения может быть преобразован в эквивалентный источник тока, а источник тока также может быть преобразован в эквивалентный источник напряжения.

    Если вы предпочитаете видеообъяснение преобразования тока в источник напряжения, посмотрите видео ниже:

    Преобразование источника напряжения в источник тока

    Предположим, источник напряжения с напряжением на клеммах V и внутренним сопротивление р.Это сопротивление включено последовательно. Ток, подаваемый источником, равен:

    при замыкании клемм источника.

    Этот ток обеспечивается эквивалентным источником тока, и к источнику будет подключено такое же сопротивление r. Преобразование источника напряжения в источник тока показано на следующем рисунке.

    Преобразование источника тока в источник напряжения

    Аналогичным образом предположим источник тока со значением I и внутренним сопротивлением r.Теперь по закону Ома напряжение на источнике можно рассчитать как

    Следовательно, напряжение на источнике при разомкнутых клеммах равно В.

    Может ли источник тока иметь напряжение на нем?

    Может ли источник тока иметь напряжение? — Stack Overflow на русском
    Сеть обмена стеками

    Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

    Посетите биржу стека
    1. 0
    2. +0
    3. Авторизоваться Зарегистрироваться

    Электротехника Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для специалистов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация занимает всего минуту.

    Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

    Любой может задать вопрос

    Любой может ответить

    Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину

    спросил

    Просмотрено 36 тысяч раз

    \$\начало группы\$

    Я просматриваю материал из нижнего класса цепей div в рамках подготовки к старшему классу div, переделывая задачи, и это одна из них.

    Имеет ли смысл на ответвлении с зависимым источником тока иметь напряжение Va(t)? Не будет ли измеренное на нем напряжение равным нулю, если предположить, что источник тока идеален, а провод не имеет сопротивления (поскольку он не моделируется в задаче).

    Кто-нибудь может объяснить, почему эти зависимые источники имеют смысл?

    спросил 6 янв. 2016 г. в 2:48

    Джоннид42Джоннид42

    28311 золотой знак33 серебряных знака1111 бронзовых знаков

    \$\конечная группа\$ \$\начало группы\$

    Источник тока, безусловно, может находиться под напряжением.Если напряжение на источнике тока равно нулю, то он не отдает и не поглощает мощность. Однако, если напряжение на источнике не равно нулю, то он либо подает, либо потребляет энергию в остальную часть схемы.

    0 comments on “Источник тока формула: Электродвижущая сила. | Объединение учителей Санкт-Петербурга

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.