Aktuális forrás

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. április 30-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

Áramforrás (az elektromos áramkörök elméletében ) - egy elem, kétterminális hálózat , amelyen keresztül az áramerősség nem függ a terminálokon (pólusokon) lévő feszültségtől . Az áramgenerátor és az ideális áramforrás kifejezéseket is használják .

Az áramforrást néhány valódi elektromos energiaforrás egyszerű modelljeként vagy más elektromos elemeket tartalmazó valós források összetettebb modelljeként használják. Meg kell jegyezni, hogy a valódi források elektromos jellemzői közel állhatnak egy áramforrás vagy annak ellentéte - egy feszültségforrás - tulajdonságaihoz .

Az elektrotechnikában az áramforrás bármely elektromos energiaforrás.

Tulajdonságok

Ideális áramforrás

Az ideális áramforráson átfolyó áram erőssége definíció szerint mindig ugyanaz:

I = \text{const}

Az ideális áramforrás kivezetésein lévő feszültség ( nem tévesztendő össze a valódi forrással! ) csak a rákapcsolt terhelés ellenállásától függ : $R$

U=I\cdot R

Az áramforrás által a terhelésnek adott teljesítmény:

P = I^2 \cdot R

Mivel az ideális áramforráson áthaladó áram mindig ugyanaz, a kapcsai feszültsége és az általa a terhelésre továbbított teljesítmény a terhelési ellenállás növekedésével növekszik, elérve a határértékek végtelen értékét.

Valódi forrás

Lineáris közelítéssel bármilyen valós áramforrás (nem tévesztendő össze a fent leírt áramforrással - a modellel!) vagy bármely más kétvégű hálózat ábrázolható olyan modellként, amely legalább két elemet tartalmaz: ideális forrást és belső ellenállást. (vezetőképesség). A két legegyszerűbb modell egyike - a Thévenin-modell - egy ellenállással sorba kapcsolt EMF-forrást tartalmaz, a másik pedig vele szemben, a Norton-modell, egy vezetőképességgel párhuzamosan kapcsolt áramforrás (azaz ideális ellenállás, amelyek tulajdonságait általában a vezetőképesség értékével jellemezzük). Ennek megfelelően egy valós forrás lineáris közelítésben két paraméterrel írható le: a feszültségforrás EMF-je (vagy az áramforrás árama ) és a belső ellenállás (vagy belső vezetőképesség ). ${\mathcal {E}}$ $én$ $r$ $y = 1/r$

Kimutatható, hogy egy belső ellenállású valós áramforrás egyenértékű egy belső ellenállású és EMF -fel rendelkező valódi EMF-forrással . $r$ $r$ $\mathcal{E} = I \cdot r$

A valós áramforrás kivezetésein a feszültség a

U_{\text{out}} = I \frac{R \cdot r}{R + r} = I \frac{R}{1 + R/r}.

Az áramkörben az áram

I_{\text{out}} = I \frac{r}{R + r} = I \frac{1}{1 + R/r}.

Valós áramforrás által a hálózatnak adott teljesítmény egyenlő

P_{\text{out}} = I^2 \frac{R}{\left(1 + R/r \right)^2}.

A valódi áramgenerátoroknak különféle korlátai vannak (például a kimeneti feszültségre), valamint a külső körülményektől való nemlineáris függőségek. Különösen a valós áramfejlesztők csak egy bizonyos feszültségtartományban hoznak létre elektromos áramot, amelynek felső küszöbértéke a forrás tápfeszültségétől függ. Így a valós áramforrásoknak terhelési korlátai vannak.

Példák

Az áramforrás egy induktor , amelyen keresztül áram folyik egy külső forrásból, egy ideig ( ) $t \ll L/R$ a forrás kikapcsolása után. Ez magyarázza az érintkezők szikrázását az induktív terhelés gyors leválasztása során: az áram fenntartásának vágya az ellenállás éles növekedésével (a légrés megjelenése) az érintkezők közötti feszültség éles növekedéséhez és meghibásodáshoz vezet. a szakadékból.

Szinte ideális váltakozó áramforrásnak tekinthető az áramváltó szekunder tekercse , amelynek primer tekercsét egy erős váltóáramú vezetékkel sorba kötik . Ezért az áramváltó szekunder áramkörének kinyitása elfogadhatatlan. Ehelyett, ha újra kell kapcsolni a szekunder tekercs áramkörét (a vezeték leválasztása nélkül), akkor ezt a tekercset előzetesen söntöli .

Alkalmazás

Az áramforrásokat széles körben használják az analóg áramkörökben , például mérőhidak teljesítményére, differenciálerősítő fokozatok , különösen műveleti erősítők tápellátására .

Az áramgenerátor fogalmát a valódi elektronikus alkatrészek egyenértékű áramkörökként való ábrázolására használják . Az aktív elemek leírására egyenértékű, vezérelt generátorokat tartalmazó áramköröket vezetnek be számukra:

Feszültségvezérelt áramforrás (ITUN). Főleg térhatású tranzisztorokhoz és vákuumcsövekhez használják .
Áramvezérelt áramforrás (ITUT). Általában bipoláris tranzisztorokhoz használják .

Az áramtükör-áramkörben (2. ábra) a jobb oldali ág terhelési árama egyenlő a bal ágban lévő referenciaárammal, így az R2 terheléshez képest ez az áramkör áramforrásként működik.

Jelölés

Az aktuális forrás megjelölésére többféle lehetőség is kínálkozik. A leggyakoribb megnevezések az (a) és (b). A (c) opciót a GOST [1] és az IEC [2] állapítja meg . A körben lévő nyíl jelzi az áram pozitív irányát az áramkörben a forrás kimenetén. A (d) és (e) opciók megtalálhatók a külföldi szakirodalomban. A megnevezés kiválasztásakor körültekintőnek kell lennie, és magyarázatot kell használnia, hogy elkerülje a feszültségforrásokkal való összetévesztést .

Jegyzetek

↑ GOST 2.721-74 Egységes rendszer a tervdokumentációhoz. Feltételes grafikai jelölések sémákban. Általános használatú megnevezések.
↑ IEC 617-2:1996. Grafikus szimbólumok diagramokhoz – 2. rész: Szimbólumelemek, minősítő szimbólumok és egyéb általános alkalmazású szimbólumok

Lásd még

Irodalom

Bessonov L.A. Az elektrotechnika elméleti alapjai. Elektromos áramkörök. - M . : Gardariki, 2002. - 638 p. — ISBN 5-8297-0026-3 .