Caractéristiques externes de la source EMF

La caractéristique externe reflète la dépendance de la tension de la borne de source sur l'amplitude de la charge - le courant de source donné par la charge. La tension de la borne source est inférieure à l'EMF par la quantité de chute de tension résistance interne de la source (1):

Cette équation correspond à la caractéristique externe de la source EMF (Fig. 1). construit sur deux points :

1) à I = 0 E = U ;

2) à U = 0 E = R0I.

Évidemment, plus la tension aux bornes de la source EMF est élevée, plus sa résistance interne est faible.

Dans une source EMF idéale, R0 = 0, U = E (la tension ne dépend pas de l'amplitude de la charge). Cependant, lors de l'analyse et du calcul d'un circuit, il n'est pas toujours pratique de représenter la source d'énergie électrique comme une source d'EMF. Si la résistance interne de la source dépasse de manière significative la résistance externe du circuit, ce qui, par exemple, se produit en électronique, alors nous obtenons que le courant dans le circuit I = U / (R + R0) et à R0 >> R pratiquement ne dépend pas de la résistance de charge. Dans ce cas, la source d'énergie est présentée comme une source de courant.

Figue. 1.

On divise l'équation (1) par R0 (2) :

L'équation (2) correspond au circuit équivalent illustré à la Fig. 2. Ici Ib = U / R0 et Ik = E / R0, I = Ik — Ib alors (3)

Pour une source de courant idéale, Rc = ∞. Les caractéristiques courant-tension des sources de courant réelles et idéales sont illustrées à la Fig. 3.

Riz. 2

Riz. 3

Lorsqu'il n'y a pas de distinction claire entre les valeurs de R et R0, une source EMF ou une source de courant peut être utilisée comme équivalent calculé de la source d'alimentation. Dans ce dernier cas, l'expression (3) est utilisée pour déterminer la chute de tension.

Modes de fonctionnement des sources

La source peut fonctionner dans les modes suivants :

1. Le mode nominal est le mode de fonctionnement pour lequel la source est conçue par le fabricant. Pour ce mode, le courant nominal Inom et la tension nominale Unom ou la puissance Pnom sont indiqués dans le passeport de la source.

2. Mode veille. Dans ce mode, le circuit externe est déconnecté de la source, le courant de la source est I = 0, et donc la tension aux bornes de la source est la tension en circuit ouvert Uxx = E — voir l'équation (1).

3. Mode court-circuit. La résistance du circuit extérieur à la source est nulle. Le courant de la source n'est limité que par sa résistance interne. De l'équation (1) à U = 0 nous obtenons I = Ikz = U / R0. Pour réduire les pertes d'énergie dans la source EMF, R0 doit être aussi faible que possible, et dans une source idéale R0 = 0. Compte tenu de cela, Ikz >> Inom et est inacceptable pour la source.

4. Mode contrat - c'est un mode dans lequel la puissance maximale est transmise de la source à l'utilisateur. Vous pouvez déterminer cette puissance via les paramètres source. Ainsi, la puissance transférée à la charge, P = I2R. P = Pmax à R = R0.Alors la puissance maximale délivrée à l'utilisateur est Pmax = E2 / 4R0. L'efficacité de la source en mode conformité ne dépasse pas 50%. ce qui exclut son utilisation en électrotechnique industrielle. Le mode correspondant est utilisé dans les circuits à faible courant des appareils électroniques.