Привести схему замещения и вольтамперную характеристику источника напряжения. Вид характеристики объяснить.

Ответ: Источники, имеющие линейную внешнюю характеристику, в дальнейшем будем называть линеаризованными источниками энергии. Рис. 1.15: Внешняя характеристика (а), последовательная (б) и параллельная (в) схемы замещения линеаризованного источника. Линеаризованные, или реальные, источники энергии можно представить двумя эквивалентными схемами замещения: последовательной, составленной из источника э.д.с. и сопротивления (рис. 1.15,б) и параллельной, составленной из идеализированного источника тока и сопротивления (рис. 1.15, в). Внешняя характеристика отражает зависимость напряжения на зажимах источника от величины нагрузки - тока источника, заданного нагрузкой. Напряжение на зажимах источника меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника (1): Этому уравнению соответствует внешняя характеристика источника ЭДС (рис. 1). построенная по двум точкам:1)при I=0 E=U; 2)при U=0 E=R0I .

Очевидно, что напряжение на зажимах источника ЭДС тем больше, чем меньше его внутреннее сопротивление. В идеальном источнике ЭДС R0=0, U=E (напряжение не зависит от величины нагрузки). Однако не всегда при анализе и расчете цепи источник электрической энергии удобно представлять в качестве источника ЭДС. Если внутреннее сопротивление источника значительно превышает внешнее сопротивление цепи, что, например, имеет место в электронике, то получим, что ток в цепи I=U/(R+R0) и при R0>>R практически не зависит от сопротивления нагрузки. В этом случае источник энергии представляют в качестве источника тока. Вольтамперные характеристики реального и идеального источников тока показаны на рис. 3.: . Когда нет четкого разграничения величин R и R0 , в качестве расчетного эквивалента источника энергии можно использовать либо источник ЭДС, либо источник тока.Режимы работы источника:

Источник может работать в следующих режимах: 1. Номинальный режим - это режим работы, на который рассчитан источник заводом-изготовителем. Для данного режима в паспорте источника указывают номинальные ток Iном и номинальное напряжение Uном или мощность Pном.

2. Режим холостого хода. В этом режиме внешняя цепь отключена от источника, ток источника I=0 и, следовательно, напряжение на зажимах источника - напряжение холостого хода Uхх=Е.

3. Режим короткого замыкания. Сопротивление внешней по отношению к источнику цепи равно нулю. Ток источника ограничивается только его внутренним сопротивлением. I=Iкз=U/R₀. Для уменьшения потерь энергии в источнике ЭДС R₀ должно быть возможно меньшим, а в идеальном источнике R0=0. С учетом этого Iкз >> Iном и является недопустимым для источника.

4. Согласованный режим - это режим, при котором от источника к потребителю передается максимальная мощность. Определить эту мощность можно через параметры источника. Так, мощность, переданная в нагрузку, Р=I²R. P=Pmax при R=R₀. Тогда максимальная мощность, переданная потребителю, Pmax=E₂/4R₀. КПД источника в согласованном режиме не превышает 50%, что исключает его применение в промышленной электротехнике. Согласованный режим используется в слаботочных цепях электронных устройств.