Równoważny generator prądu
Każdy generator jest zawsze charakteryzowany przez siłę elektromotoryczną E i opór wewnętrzny Ri. Tworzy pewną EMF, która nie zależy od rezystancji obciążenia. Dlatego taki generator nazywa się generatorem EMF. Czasami przedstawia się go w postaci idealnego generatora pola elektromagnetycznego, który nie ma rezystancji wewnętrznej i jest połączony szeregowo z rezystorem, którego rezystancja jest równa Ri.
W niektórych przypadkach, aby uprościć obliczenia, generator PEM należy zastąpić tzw. prądnicą zastępczą o generowaniu prądu niezależnie od obciążenia. To podstawienie można uzasadnić następującymi przekształceniami matematycznymi.
Prąd dostarczany przez generator pola elektromagnetycznego
Mnożąc obie strony równania przez Rn, otrzymujemy wyrażenie na napięcie na zaciskach generatora, czyli napięcie na obciążeniu
Teraz pomnóżmy i podzielmy prawą stronę Ri
W otrzymanym wzorze E / Ri to prąd zwarcia, a wyrażenie RnRi / (Rn + Ri) to całkowity opór połączonych równolegle gałęzi o rezystancjach RH i Ri.Wynika z tego, że generator PEM można zastąpić generatorem prądowym dającym prąd E/Ri, ale w tym przypadku Ri należy uwzględnić rezystancję gałęzi połączonej równolegle z obciążeniem RH (rys. 1).
Czasami wygodnie jest zastosować do obliczeń wymianę generatora pola elektromagnetycznego na równoważny generator prądu, w szczególności, jeśli obciążenie ma kilka gałęzi połączonych równolegle, ponieważ wtedy wszystko sprowadza się do obliczenia obwodu równoległego.
Figa. 1. Generator prądu zastępczego
Jeśli w obliczeniach zostanie użyty generator EMF, powstanie połączenie mieszane, ponieważ Ri zostanie połączone szeregowo z obciążeniem, które samo w sobie jest obwodem równoległym. Sprzężenie mieszane jest trudniejsze do obliczenia, zwłaszcza w przypadku obwodów prądu przemiennego.
Należy jednak pamiętać, że za pomocą generatora prądu możliwe jest prawidłowe obliczenie prądu, napięcia i mocy tylko w obciążeniu. Za pomocą generatora prądu nie można obliczyć prądu, napięcia i mocy wewnątrz generatora, ponieważ zostaną uzyskane całkowicie błędne wyniki.
Zatem użycie schematu obwodu z generatorem prądu nie odpowiada rzeczywistości i służy jedynie do obliczenia trybu obciążenia elektrycznego. A dzięki generatorowi EMF zawsze uzyskuje się prawidłowe odzwierciedlenie rzeczywistych procesów w obwodzie elektrycznym, a wyniki obliczeń dla każdej części obwodu będą prawidłowe.