Zdroje EMF a proudu: hlavní charakteristiky a rozdíly

Elektrotechnika dává do souvislosti povahu elektřiny se strukturou hmoty a vysvětluje ji pohybem volných nabitých částic pod vlivem energetického pole.

Aby elektrický proud procházel obvodem a fungoval, musí existovat zdroj energie, který se má přeměnit na elektřinu:

• mechanická energie otáčení rotorů generátoru;

• průběh chemických procesů nebo reakcí v galvanických zařízeních a bateriích;

• teplo v termostatech;

• magnetická pole v magnetohydrodynamických generátorech;

• světelná energie ve fotočláncích.

Všechny mají jiné vlastnosti. Aby bylo možné klasifikovat a popsat jejich parametry, je přijato podmíněné teoretické rozdělení zdrojů:

• aktuální;

• EMF.

Elektrický proud v kovovém vodiči

Definice proud a elektromotorická síla v 18. století byla dána slavnými fyziky té doby.

Zdroj EMF

Za ideální zdroj je považován bipolární, na jehož svorkách je elektromotorická síla (a napětí) vždy udržována na konstantní hodnotě.Toto není ovlivněno zatížením sítě a vnitřní odpor u zdroje je nula.

Ve schématech je obvykle označeno kruhem s písmenem «E» a šipkou uvnitř, označující kladný směr EMF (ve směru zvyšování vnitřního potenciálu zdroje).

Schémata označení a proudově napěťové charakteristiky zdrojů EMF

Teoreticky na svorkách ideálního zdroje napětí nezávisí na velikosti zatěžovacího proudu a je konstantní hodnotou. Jedná se však o podmíněnou abstrakci, kterou nelze v praxi aplikovat. U reálného zdroje platí, že s rostoucím zatěžovacím proudem hodnota svorkového napětí vždy klesá.

Graf ukazuje, že EMF E se skládá ze součtu úbytku napětí na vnitřním odporu zdroje a zátěže.

Ve skutečnosti jako zdroje napětí fungují různé chemické a galvanické články, akumulátory, elektrické sítě. Jsou rozděleny do zdrojů:

• DC a AC napětí;

• ovládané napětím nebo proudem.

Aktuální zdroje

Říká se jim dvousvorková zařízení, která vytvářejí proud, který je přísně konstantní a nijak nezávisí na hodnotě odporu připojené zátěže a jeho vnitřní odpor se blíží nekonečnu. To je také teoretický předpoklad, kterého nelze v praxi dosáhnout.

Schémata označení a proudově-napěťová charakteristika zdroje proudu

U ideálního zdroje proudu závisí jeho svorkové napětí a výkon pouze na odporu připojeného vnějšího obvodu. Navíc se zvyšujícím se odporem přibývají.

Skutečný zdroj proudu se liší od ideální hodnoty vnitřního odporu.

Příklady zdroje energie zahrnují:

• Sekundární vinutí proudových transformátorů připojené k primárnímu zatěžovacímu obvodu s vlastním napájecím vinutím. Všechny sekundární okruhy pracují v režimu spolehlivého připojení. Nemůžete je otevřít - jinak dojde k přepětí v obvodu.

• Induktory, kterým proud prošel nějakou dobu po odpojení napájení z obvodu. Rychlé vypnutí indukční zátěže (náhlé zvýšení odporu) může způsobit prasknutí mezery.

• Proudový generátor namontovaný na bipolárních tranzistorech, řízený napětím nebo proudem.

V různé literatuře mohou být zdroje proudu a napětí označeny odlišně.

Typy označení pro zdroje proudu a napětí na schématech

Přečtěte si také na toto téma: Vnější charakteristiky zdroje EMF