Πηγές EMF και ρεύμα: κύρια χαρακτηριστικά και διαφορές

Η Ηλεκτρολογία συσχετίζει τη φύση του ηλεκτρισμού με τη δομή της ύλης και την εξηγεί με την κίνηση των ελεύθερων φορτισμένων σωματιδίων υπό την επίδραση ενός ενεργειακού πεδίου.

Για να ρέει ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από το κύκλωμα και να λειτουργήσει, πρέπει να υπάρχει μια πηγή ενέργειας που θα μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια:

• μηχανική ενέργεια περιστροφής ρότορες γεννήτριας.

• την πορεία των χημικών διεργασιών ή αντιδράσεων σε γαλβανικές συσκευές και μπαταρίες·

• θερμότητα σε θερμοστάτες?

• μαγνητικά πεδία σε μαγνητοϋδροδυναμικές γεννήτριες.

• φωτεινή ενέργεια στα φωτοκύτταρα.

Όλα έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά. Προκειμένου να ταξινομηθούν και να περιγραφούν οι παράμετροί τους, υιοθετείται μια υπό όρους θεωρητική διαίρεση των πηγών:

• ρεύμα;

• EMF.

Ηλεκτρικό ρεύμα σε μεταλλικό αγωγό

Ορισμός ένταση ρεύματος και την ηλεκτροκινητική δύναμη τον 18ο αιώνα έδωσαν διάσημοι φυσικοί της εποχής.

Πηγή EMF

Ιδανική πηγή θεωρείται η διπολική, στους ακροδέκτες της οποίας η ηλεκτροκινητική δύναμη (και η τάση) διατηρείται πάντα σε σταθερή τιμή.Αυτό δεν επηρεάζεται από το φόρτο δικτύου και εσωτερική αντίσταση στην πηγή είναι μηδέν.

Στα διαγράμματα, συνήθως υποδεικνύεται από έναν κύκλο με το γράμμα «E» και ένα βέλος μέσα, που δείχνει τη θετική κατεύθυνση του EMF (προς την κατεύθυνση της αύξησης του εσωτερικού δυναμικού της πηγής).

Σχέδια χαρακτηρισμού και χαρακτηριστικά ρεύματος-τάσης πηγών EMF

Θεωρητικά, στους ακροδέκτες μιας ιδανικής πηγής, η τάση δεν εξαρτάται από το μέγεθος του ρεύματος φορτίου και είναι σταθερή τιμή. Ωστόσο, πρόκειται για μια υπό όρους αφαίρεση που δεν μπορεί να εφαρμοστεί στην πράξη. Για μια πραγματική πηγή, καθώς αυξάνεται το ρεύμα φορτίου, η τιμή της τάσης ακροδεκτών πάντα μειώνεται.

Το γράφημα δείχνει ότι το EMF E αποτελείται από το άθροισμα της πτώσης τάσης στην εσωτερική αντίσταση της πηγής και του φορτίου.

Στην πραγματικότητα, διάφορες χημικές και γαλβανικές κυψέλες, μπαταρίες αποθήκευσης, ηλεκτρικά δίκτυα λειτουργούν ως πηγές τάσης. Χωρίζονται σε πηγές:

• DC και AC τάση?

• ελέγχεται από τάση ή ρεύμα.

Τρέχουσες πηγές

Ονομάζονται συσκευές δύο ακροδεκτών, οι οποίες δημιουργούν ένα ρεύμα που είναι αυστηρά σταθερό και δεν εξαρτάται σε καμία περίπτωση από την τιμή αντίστασης του συνδεδεμένου φορτίου και η εσωτερική του αντίσταση πλησιάζει το άπειρο. Αυτή είναι επίσης μια θεωρητική υπόθεση που δεν μπορεί να επιτευχθεί στην πράξη.

Σχήματα χαρακτηρισμού και χαρακτηριστικό ρεύμα-τάση της πηγής ρεύματος

Για μια ιδανική πηγή ρεύματος, η τάση ακροδεκτών και η ισχύς της εξαρτώνται μόνο από την αντίσταση του συνδεδεμένου εξωτερικού κυκλώματος. Επιπλέον, με την αύξηση της αντίστασης, αυξάνονται.

Η πραγματική πηγή ρεύματος διαφέρει από την ιδανική τιμή της εσωτερικής αντίστασης.

Παραδείγματα πηγής ενέργειας περιλαμβάνουν:

• Δευτερεύουσες περιελίξεις μετασχηματιστών ρεύματος που συνδέονται στο κύκλωμα πρωτεύοντος φορτίου με δική του περιέλιξη τροφοδοσίας. Όλα τα δευτερεύοντα κυκλώματα λειτουργούν σε αξιόπιστη λειτουργία σύνδεσης. Δεν μπορείτε να τα ανοίξετε - διαφορετικά θα υπάρξουν υπερτάσεις στο κύκλωμα.

• Επαγωγείς, μέσω του οποίου το ρεύμα έχει περάσει κάποιο χρονικό διάστημα μετά την απομάκρυνση του ρεύματος από το κύκλωμα. Η γρήγορη απενεργοποίηση του επαγωγικού φορτίου (απότομη αύξηση της αντίστασης) μπορεί να προκαλέσει σπάσιμο του διακένου.

• Γεννήτρια ρεύματος τοποθετημένη σε διπολικά τρανζίστορ, ελεγχόμενη από τάση ή ρεύμα.

Σε διαφορετική βιβλιογραφία, οι πηγές ρεύματος και τάσης μπορεί να χαρακτηρίζονται διαφορετικά.

Τύποι ονομασιών για πηγές ρεύματος και τάσης σε διαγράμματα

Διαβάστε επίσης για αυτό το θέμα: Εξωτερικά χαρακτηριστικά της πηγής EMF