Zdroje EMF a prúdu: hlavné charakteristiky a rozdiely

Elektrotechnika dáva do súvislosti povahu elektriny so štruktúrou hmoty a vysvetľuje ju pohybom voľných nabitých častíc pod vplyvom energetického poľa.

Aby elektrický prúd prúdil obvodom a fungoval, musí existovať zdroj energie, ktorý sa má premeniť na elektrinu:

• mechanická energia otáčania rotorov generátora;

• priebeh chemických procesov alebo reakcií v galvanických zariadeniach a batériách;

• teplo v termostatoch;

• magnetické polia v magnetohydrodynamických generátoroch;

• svetelná energia vo fotobunkách.

Všetky majú iné vlastnosti. Na klasifikáciu a popis ich parametrov sa prijíma podmienené teoretické rozdelenie zdrojov:

• prúd;

• EMF.

Elektrický prúd v kovovom vodiči

Definícia prúd a elektromotorická sila v 18. storočí bola daná slávnymi fyzikmi tej doby.

Zdroj EMF

Za ideálny zdroj sa považuje bipolárny, na ktorého svorkách sa elektromotorická sila (a napätie) udržiava vždy na konštantnej hodnote.Toto nie je ovplyvnené zaťažením siete a vnútorný odpor pri zdroji je nula.

V diagramoch je zvyčajne označený kruhom s písmenom «E» a šípkou vo vnútri, ktorá označuje kladný smer EMF (v smere zvyšovania vnútorného potenciálu zdroja).

Schémy označenia a charakteristiky prúdového napätia zdrojov EMF

Teoreticky na svorkách ideálneho zdroja napätie nezávisí od veľkosti záťažového prúdu a má konštantnú hodnotu. Ide však o podmienenú abstrakciu, ktorú nie je možné uplatniť v praxi. Pre skutočný zdroj platí, že so zvyšujúcim sa zaťažovacím prúdom hodnota svorkového napätia vždy klesá.

Graf ukazuje, že EMF E pozostáva zo súčtu poklesu napätia na vnútornom odpore zdroja a záťaže.

V skutočnosti ako zdroje napätia fungujú rôzne chemické a galvanické články, akumulátory, elektrické siete. Sú rozdelené do zdrojov:

• jednosmerné a striedavé napätie;

• riadené napätím alebo prúdom.

Aktuálne zdroje

Nazývajú sa dvojsvorkové zariadenia, ktoré vytvárajú prúd, ktorý je striktne konštantný a nijako nezávisí od hodnoty odporu pripojenej záťaže a jeho vnútorný odpor sa blíži k nekonečnu. To je tiež teoretický predpoklad, ktorý nie je možné v praxi dosiahnuť.

Schémy označenia a charakteristika prúdového napätia zdroja prúdu

Pre ideálny zdroj prúdu závisí jeho svorkové napätie a výkon len od odporu pripojeného externého obvodu. Navyše so zvyšujúcim sa odporom sa zvyšujú.

Skutočný zdroj prúdu sa líši od ideálnej hodnoty vnútorného odporu.

Príklady zdroja energie zahŕňajú:

• Sekundárne vinutia prúdových transformátorov pripojené k primárnemu zaťažovaciemu obvodu s vlastným napájacím vinutím. Všetky sekundárne okruhy pracujú v spoľahlivom režime pripojenia. Nemôžete ich otvoriť - inak dôjde k prepätiu v okruhu.

• Induktory, ktorým prúd prešiel nejaký čas po odpojení napájania z obvodu. Rýchle vypnutie indukčnej záťaže (náhle zvýšenie odporu) môže spôsobiť prasknutie medzery.

• Prúdový generátor namontovaný na bipolárnych tranzistoroch, riadený napätím alebo prúdom.

V inej literatúre môžu byť zdroje prúdu a napätia označené odlišne.

Typy označení pre zdroje prúdu a napätia na diagramoch

Prečítajte si aj na túto tému: Vonkajšie charakteristiky zdroja EMF