1. Источники эдс и источники тока. Реальные и идеальные источники энергии. Их внешние характеристики.

И сточник ЭДС (идеальный источник напряжения) — двухполюсник, напряжение на зажимах которого постоянно (не зависит от тока в цепи).

а - идеальный

b - реальный

Характеристики:

, где:

— падение напряжения на внутреннем сопротивлении;

— падение напряжения на нагрузке.

При коротком замыкании ( ):  , т.е. вся мощность источника энергии рассеивается на его внутреннем сопротивлении. В этом случае ток   будет максимальным для данного источника ЭДС. Зная напряжение холостого хода и ток короткого замыкания, можно вычислить внутреннее сопротивление источника напряжения:

Исто́чник то́ка — двухполюсник, который создаёт ток , не зависящий от сопротивления нагрузки, к которой он присоединён.

a – обозначение на схемах

b - идеальный источник

тока

Напряжение на клеммах идеального источника тока зависит только от сопротивления внешней цепи: U=I*R

М ощность, отдаваемая источником тока в сеть, равна:

Реальный источник, имеет свое внутреннее сопротивление . чем больше внутреннее сопротивление, тем ближе источник тока к идеальному (источник ЭДС, наоборот, тем ближе к идеальному, чем меньше его внутреннее сопротивление). Реальный источник тока с внутренним сопротивлением   эквивалентен реальному источнику ЭДС, имеющему внутреннее сопротивление   и ЭДС  Напряжение на клеммах реального источника тока равно:

С ила тока в цепи равна:

Мощность, отдаваемая реальным источником тока в сеть, равна:

2. Режимы работы источников электрической энергии ( режим холостого хода, короткого замыкания, согласованный, номинальный)

.

В общем случае ВАХ источника является нелинейной. Она имеет две характерные точки, которые соответствуют:

а – режиму холостого хода . При этом режиме присоединенная к источнику электрическая цепь разомкнута, т. е. тока в цепи нет

б – режиму короткого замыкания. Коротким замыканием (к. з.) называют такой режим работы источника, когда его зажимы замкнуты проводником, сопротивление которого можно считать равным нулю

Д ля большинства источников режим короткого замыкания (иногда холостого хода) является недопустимым. Токи и напряжения источника обычно могут изменяться в определенных пределах, ограниченных сверху значениями, соответствующими номинальному режиму (режиму, при котором изготовитель гарантирует наилучшие условия его эксплуатации в отношении экономичности и долговечности срока службы). Это позволяет в ряде случаев для упрощения расчетов аппроксимировать нелинейную ВАХ на рабочем участке m-n прямой, положение которой определяется рабочими интервалами изменения напряжения и тока. Следует отметить, что многие источники (гальванические элементы, аккумуляторы) имеют линейные ВАХ.

П рямая 2 на рисунке описывается линейным уравнением (1) , где:

- напряжение холостого хода (напряжение на зажимах источника при отключенной нагрузке) - внутреннее сопротивление источника.

У равнение (1) позволяет составить последовательную схему замещения источника (см. рис. 5,а). На ней не зависит от тока источника, следовательно, ему соответствует ВАХ на рис. 5,б. На основании (1) у такого источника . Отметим, что направления ЭДС и напряжения на зажимах источника противоположны.

Если ВАХ источника линейна, то для определения параметров его схемы замещения необходимо провести замеры напряжения и тока для двух любых режимов его работы.

С уществует также параллельная схема замещения источника. Для ее описания разделим левую и правую части соотношения (1) на . В результате получим:

или или (2)

г де , - внутренняя проводимость источника.

Уравнению (2) соответствует схема замещения источника на рис. 6,а.

Отметим, что в расчетном плане при выполнении условия последовательная и параллельная схемы замещения источника являются эквивалентными. Однако в энергетическом отношении они различны, поскольку в режиме холостого хода для последовательной схемы замещения мощность равна нулю, а для параллельной – нет.

К роме отмеченных режимов функционирования источника, на практике важное значение имеет согласованный режим работы, при котором нагрузкой R_Н от источника потребляется максимальная мощность: условие согласованного режима: