Teško je zamisliti moderni svijet bez struje, telefon će ostati bez punjenja, a gledanje filma jednostavno će postati nemoguće. Da, bez ovog fenomena život će se činiti teškim. Ali da biste je dobili, potreban vam je energetski tok, čija fizička komponenta može imati različit karakter. U elektrotehnici je uobičajeno podijeliti baterije u dvije skupine: direktnom strujom ili napon. Oni su idealni, ali postoje samo u teoriji i stvarnom, što se može vidjeti u praksi.
Idealan izvor struje (generator)
Za početak, razmotrite apstraktnu verziju: struja stvorena u ovom uređaju, uvijek isto. Na temelju Ohmovog zakona, lako možemo zaključiti da napon ovisi samo o tome otpor povezanog opterećenja. Unutarnji otpor takve baterije je beskonačan, stoga ne utječe na glavni parametar. Zbog činjenice da je trenutna vrijednost konstantna, samo otpor priključenog opterećenja utječe na vrijednost snage teorijske jedinice. U slučaju kratkog spoja sačuvano je i glavno svojstvo izvora.
Takav idealan element može se stvoriti samo u teoriji, koristi se u modeliranju elektromagnetskih procesa. U praksi je takav sustav nemoguće postići, stoga smatramo da su materijalne varijacije.
Pravi generator
Glavna razlika između stvarnog i idealnog uređaja - prisutnost unutarnjeg otpora. Što je taj parametar viši, element će biti bliži poboljšanoj verziji. Iz toga proizlazi da su vrijednosti napona i snage konačne, odnosno da imaju određeni radni raspon. Istovremeno, sustav također ima ograničenje priključenog opterećenja. Pri rješavanju problema pravi je uređaj prikazan kao idealan, s unutarnjim otporom povezanim paralelno.
Rad ovog uređaja moguć je sa prazan hod (bez vanjskog opterećenja) zbog činjenice da imamo zatvorenu petlju zbog unutarnjeg otpora. Izlazna struja tijekom ovog načina rada smanjuje se na nulu. Kad smo kratki spojeni (način kratkog spoja), dobit ćemo maksimalnu vrijednost, a izlazni napon pada na 0.
Kao primjer takvog uređaja obratimo se induktor. Ovaj položaj vrijedi kada je krug otvoren. Tako se potencijalna razlika u ovom načinu naglo povećava u odnosu na prethodno stanje. Sve je u EMF-u samoindukcije koji nastaje u ovom elementu. S povećanjem napona, zavojnica akumulira energiju, a smanjenjem ga daje mreži.
Drugi primjer je strujni transformator sekundarni, koje uvijek treba skratiti u normalnim radnim uvjetima. Inače, ako se dogodi prekid u njemu, postat će generator. Sve se odnosi na zakon očuvanja energije, pa bi snaga na primarnom i sekundarnom namotu trebala biti jednaka. Parametri primarnog namota su nepromijenjeni, zbog konstrukcijskih značajki transformatora (namot ima jedan okret). U slučaju prekida sekundarnog namota, neće biti naručenog kretanja napunjenih čestica, napon će se naglo povećati.
Idealni izvor napona (EMF)
Za idealan uređaj je napon nepromjenjivi parametar i ne ovisi o vrijednosti struje opterećenja, međutim, njegov unutarnji otpor je 0. Ako bi stvaranje ovog uređaja bilo moguće, tada je predstavljalo izvor beskonačne snage. Jačina struje i snage s povezanim opterećenjem težila je beskonačnom broju. Ali, kao što znamo moć, ima konačnu vrijednost.
Opisana baterija je teoretski koncept, u praksi se takvi uvjeti ne mogu postići, pa se ona koristi samo u postupcima modeliranja.
Stvarni izvor napona
U stvarnosti imamo EMF uređaj koji karakterizira prisutnost unutarnjeg otpora, zbog čega će struja imati granična vrijednost. U većini uređaja unutarnji otpor je zanemariv u usporedbi s vanjskim pokazateljima, a što je ovaj parametar manji, to je bliža idealnoj opciji. S povećanjem struje doći će do pada napona. U proračunima je označen kao idealan izvor EMF-a sa serijski povezanim otporom. Struja kroz izvor iznosi 0 ako se stvori režim mirovanja. Ako dođe do kratkog spoja, uzet će se maksimalna vrijednost, a razlika potencijala na izlazu bit će jednaka 0.
Kao primjer uzmite u obzir punjiva baterija, čije se načelo rada temelji na kemijskoj reakciji.
zaključak
- Pravi uređaji, za razliku od idealnih uređaja, sadrže unutarnji otpor.
- Što se tiče razlike između uređaja idealne struje i napona, sastoji se u tome što je parametar konstantan i ne ovisi o priključenom opterećenju. To odgovara njihovim nazivima, za EMF uređaje - napon, za generator - struja.
- Pri izradi ekvivalentnog kruga, unutarnji otpor izvora struje spojen je paralelno, napon je povezan u seriji.
- Za stvarne uređaje postoji razlika u unutarnjem otporu: za generatore je bolje da imaju visoki otpor, za izvor EMF - mali.
