Źródła pola elektromagnetycznego i prądu: główne cechy i różnice

Elektrotechnika wiąże naturę elektryczności ze strukturą materii i wyjaśnia ją ruchem swobodnie naładowanych cząstek pod wpływem pola energetycznego.

Aby prąd elektryczny płynął przez obwód i działał, musi istnieć źródło energii, które można przekształcić w energię elektryczną:

• energia mechaniczna obrotu wirników generatora;

• przebiegu procesów lub reakcji chemicznych w urządzeniach galwanicznych i bateriach;

• ciepło w termostatach;

• pola magnetyczne w generatorach magnetohydrodynamicznych;

• Energia świetlna w fotokomórkach.

Wszystkie mają różne cechy. W celu klasyfikacji i opisu ich parametrów przyjmuje się warunkowy teoretyczny podział źródeł:

• aktualny;

• pole elektromagnetyczne

Prąd elektryczny w przewodniku metalowym

Definicja natężenie w amperach a siła elektromotoryczna w XVIII wieku została podana przez słynnych fizyków tamtych czasów.

Źródło pola elektromagnetycznego

Za idealne źródło uważa się źródło bipolarne, na którego zaciskach siła elektromotoryczna (i napięcie) jest zawsze utrzymywana na stałym poziomie.Nie ma na to wpływu obciążenie sieci i opór wewnętrzny u źródła wynosi zero.

Na diagramach jest to zwykle oznaczone kółkiem z literą „E” i strzałką w środku, wskazującą dodatni kierunek pola elektromagnetycznego (w kierunku zwiększania wewnętrznego potencjału źródła).

Schematy oznaczania i charakterystyki prądowo-napięciowe źródeł PEM

Teoretycznie na zaciskach idealnego źródła napięcie nie zależy od wielkości prądu obciążenia i jest wartością stałą. Jest to jednak abstrakcja warunkowa, której nie można zastosować w praktyce. W przypadku źródła rzeczywistego wraz ze wzrostem prądu obciążenia wartość napięcia na zaciskach zawsze maleje.

Wykres pokazuje, że EMF E składa się z sumy spadku napięcia na rezystancji wewnętrznej źródła i obciążenia.

W rzeczywistości różne ogniwa chemiczne i galwaniczne, akumulatory, sieci elektryczne działają jako źródła napięcia. Dzielą się one na źródła:

• Napięcie stałe i przemienne;

• sterowane napięciem lub prądem.

Bieżące źródła

Nazywa się je urządzeniami dwuzaciskowymi, które wytwarzają prąd, który jest ściśle stały i nie zależy w żaden sposób od wartości rezystancji podłączonego obciążenia, a jego rezystancja wewnętrzna dąży do nieskończoności. Jest to również założenie teoretyczne, którego nie da się osiągnąć w praktyce.

Schematy oznaczeń i charakterystyka prądowo-napięciowa źródła prądu

Dla idealnego źródła prądu jego napięcie na zaciskach i moc zależą tylko od rezystancji podłączonego obwodu zewnętrznego. Co więcej, wraz ze wzrostem oporu rosną.

Rzeczywiste źródło prądu różni się od idealnej wartości rezystancji wewnętrznej.

Przykłady źródła zasilania obejmują:

• Uzwojenia wtórne przekładników prądowych podłączone do pierwotnego obwodu obciążenia z własnym uzwojeniem zasilającym. Wszystkie obwody wtórne działają w niezawodnym trybie połączenia. Nie możesz ich otworzyć - w przeciwnym razie w obwodzie wystąpią skoki napięcia.

• Cewki indukcyjne, przez który przepływał prąd jakiś czas po odłączeniu zasilania od obwodu. Gwałtowne wyłączenie obciążenia indukcyjnego (nagły wzrost rezystancji) może spowodować przerwanie przerwy.

• Generator prądowy montowany na tranzystorach bipolarnych, sterowany napięciem lub prądem.

W różnych literaturach źródła prądowe i napięciowe mogą być różnie oznaczane.

Rodzaje oznaczeń źródeł prądowych i napięciowych na schematach

Przeczytaj także w tym temacie: Charakterystyka zewnętrzna źródła PEM