Режими холостого ходу і короткого замикання.

Граничними режимами роботи джерела є:

• режим холостого ходу – зовнішнє коло розімкнене;

• режим короткого замикання – клеми джерела замкнені провідником, опір якого нескінченно малий.

В режимі холостого ходу, тобто при розімкненому зовнішньому колі, його опір практично дорівнює нескінченності (R_зовн = ), а величина струму дорівнює нулю (І = 0). Так як в цьому випадку падіння напруги всередині джерела дорівнює нулю, то напруга на клемах джерела дорівнює ЕРС (U_дж = Е).

Коротке замикання виникає в результаті пошкодження ізоляції струмоводних частин. Чим ближче до джерела місце короткого замикання, тим менший опір контуруabcda і тим більше величина струму короткого замикання І_кз. При короткому замиканні на клемах джерела зовнішній опір близький до нуля, струм джерела досягає найбільшого значення , обмежується тільки опором джерелаR_дж і може в багато разів перевищувати номінальний струм навантаження. Напруга на клемах джерела U _дж при цьому дорівнює нулю.

Коротке замикання є великою небезпекою для електричних установок. Для запобігання цього аварійного режиму використовують плавкі запобіжники (З).

Точки характерних режимів на зовнішній характеристиці джерела.

Вираз U_дж = Е – R_джІ (див. п 1.3) є рівнянням зовнішньої характеристики джерела, що описує залежність напруги в зовнішньому колі від струму в ньому. При умові Е = const і R_дж= const залежність U_дж(І) є лінійною.

На графіку зовнішньої характеристики буквами позначені:

Н – область, що відповідає номінальному режиму;

У – точка, що відповідає узгодженому режиму;

ХХ – точка, що відповідає режиму холостого ходу;

КЗ – точка, що відповідає режиму короткого замикання.

Джерело ерс та джерело струму.

При аналізі та розрахунку електричних кіл джерело електроенергії з параметрами – ЕРС Е і внутрішнім опором R_дж – може бути представлене двома способами: як джерело ЕРС або як джерело струму.

Джерелом ЕРС називається джерело електроенергії, внутрішній опір якого R _дж дуже малий, так що напруга на клемах джерела U_дж = Е – R_джІ при зміні струму в межах від нуля до номінального І_ном змінюється незначно.

До джерел ЕРС можна віднести електромеханічні генератори, гальванічні елементи, акумулятори, для яких R_зовн >> R_дж.

Ідеальним джерелом ЕРС називається умовне джерело, напруга на якому не залежить від струму в навантаженні і дорівнює ЕРС (внутрішній опір R_дж =0).

Зовнішня характеристика ідеального джерела ЕРС і його позначення на схемах має вигляд:

До джерел струму відносять джерела електроенергії з великим внутрішнім опором R_дж, в яких струм І кола практично не залежить від значення напруги U на приймачі при його змінах від 0 до номінального.

Ідеальним джерелом струмуназивається джерело електроенергії, струм якого не залежить від значення напруги U (або опору приймача R _н ) і дорівнює струму короткого замикання джерела живлення – І_кз = Е / R_дж.

Схема заміни реального джерела ЕРС складається з ідеального джерела ЕРС і послідовно з’єднаного з ним опору R_дж реального джерела електроенергії.

Схема заміни реального джерела струму складається з ідеального джерела струму і паралельно включеного з ним резистивним елементом, опір якого дорівнює внутрішньому опору R_дж реального джерела електроенергії.

Найбільш вживаною є послідовна схема заміни джерела, так як вона більше відповідає потужним джерелам.

Схема заміни з джерелом струму частіше вживається для аналізу і розрахунку електричних кіл в електроніці, автоматиці, радіотехніці.

Щоб замінити схему з джерелом струму з параметрами J і R_дж схемою з джерелом ЕРС треба покласти значення Е = J R_дж.