джерело еРС

Малюнок 3. Навантажувальна характеристика ідеального (синій) і реального (червоний) джерел.

Напруга на висновках ідеального джерела напруги не залежить від навантаження U = E = const> = >>. Струм визначається тільки опором зовнішнього ланцюга R:

Модель ідеального джерела напруги використовується для представлення реальних електронних компонентів у вигляді еквівалентних схем. Власне ідеальне джерело напруги (джерело ЕРС) є фізичною абстракцією, оскільки при прагненні опору навантаження до нуля R → 0 віддається ток і електрична потужність необмежено зростають, що суперечить фізичній природі джерела.

Реальний джерело напруги

У реальності будь-яке джерело напруги має внутрішній опір r. Слід зазначити, що внутрішній опір - це виключно конструктивну властивість джерела. Еквівалентна схема реального джерела напруги являє собою послідовне включення ідеального джерела ЕРС E >> і внутрішнього опору r.

На малюнку 3 наведені навантажувальні характеристики ідеального джерела напруги (синя лінія) і реального джерела напруги (червона лінія).

U r = I ⋅ r. = I \ cdot r,> - падіння напруги на внутрішньому опорі; U R = I ⋅ R. = I \ cdot R,> - падіння напруги на навантаженні.

При короткому замиканні R = 0 вся потужність джерела енергії розсіюється на його внутрішньому опорі. У цьому випадку струм короткого замикання I s.c. >> буде максимальний. Знаючи напругу холостого ходу U xx >> і струм короткого замикання, можна обчислити внутрішній опір джерела напруги:

За допомогою моделі джерела напруги добре описуються хімічні джерела струму. батарейки. гальванічні елементи. колекторні генератори постійного струму з паралельним збудженням і побутові електромережі для малопотужних споживачів.

Розрізняють джерело постійного і змінного напруги, а також джерело напруги, керовані напругою (ІНУН) і джерела напруги, керовані струмом (інут).

Існують різні варіанти позначень джерела напруги. Найбільш часто зустрічається позначення (a). Варіант (c) встановлюється ГОСТ [1] і IEC [2]. Стрілка в гуртку вказує на позитивну клему на виході джерела. При виборі позначення потрібно бути обачним і використовувати пояснення, щоб не допускати плутанини з джерелами струму (b), який позначений так в статті «Джерело струму».

Малюнок 4. Позначення джерела напруги на схемах

Щоб визначити, який полюс джерела постійної напруги є позитивним, а який - негативним, використовуються спеціальні «полюсоіскателі», дія яких заснована на явищі електролізу. Полюсоіскатель являє собою скляну ампулу, заповнену розчином кухонної солі з добавкою фенолфталеина. В ампулу зовні введені електроди. При підключенні до електродів джерела напруги починається електроліз: на негативному полюсі йде виділення водню і утворюється лужне середовище. Через наявність лугу фенолфталеин змінює своє забарвлення - червоніє, по червоній забарвленні у електрода і судять про те, що він з'єднаний з негативним полюсом джерела напруги [3].