Nuværende kilde

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 30. april 2021; verifikation kræver 1 redigering .

Strømkilde (i teorien om elektriske kredsløb ) - et element, to-terminal netværk , strømstyrken, hvorigennem ikke afhænger af spændingen ved dens terminaler (poler). Begreberne strømgenerator og ideel strømkilde bruges også .

Den nuværende kilde bruges som en simpel model af nogle virkelige kilder til elektrisk energi eller som en del af mere komplekse modeller af rigtige kilder, der indeholder andre elektriske elementer. Det skal bemærkes, at de faktiske kilders elektriske egenskaber kan være tæt på egenskaberne af en strømkilde eller dens modsætning - en spændingskilde .

I elektroteknik er en strømkilde enhver kilde til elektrisk energi.

Egenskaber

Ideel nuværende kilde

Styrken af strømmen , der flyder gennem en ideel strømkilde, er altid den samme per definition:

I = \tekst{konst}

Spændingen ved terminalerne på en ideel strømkilde ( ikke at forveksle med en rigtig kilde! ) afhænger kun af modstanden af den belastning, der er forbundet til den: $R$

U=I\cdot R

Effekt givet af den aktuelle kilde til belastningen:

P = I^2 \cdot R

Da strømmen gennem en ideel strømkilde altid er den samme, stiger spændingen ved dens terminaler og den effekt, der overføres af den til belastningen, med stigende belastningsmodstand og når uendelige værdier i grænsen.

Ægte kilde

I en lineær tilnærmelse kan enhver reel strømkilde (ikke at forveksle med den ovenfor beskrevne strømkilde - modellen!) Eller ethvert andet to-terminalt netværk repræsenteres som en model indeholdende mindst to elementer: en ideel kilde og intern modstand (ledningsevne). En af de to enkleste modeller - Thévenin-modellen - indeholder en EMF-kilde forbundet i serie med en modstand, og den anden, modsat den, Norton-modellen, en strømkilde forbundet parallelt med ledningsevne (det vil sige en ideel modstand, hvis egenskaber normalt er karakteriseret ved værdien af ledningsevne). Følgelig kan en reel kilde i en lineær tilnærmelse beskrives ved hjælp af to parametre: spændingskildens EMF (eller strømkildens strøm ) og den interne modstand (eller intern ledningsevne ). ${\mathcal {E}}$ $jeg$ $r$ $y = 1/r$

Det kan påvises, at en reel strømkilde med intern modstand svarer til en reel EMF-kilde med intern modstand og EMF . $r$ $r$ $\mathcal{E} = I \cdot r$

Spændingen ved terminalerne af en reel strømkilde er

U_{\text{out}} = I \frac{R \cdot r}{R + r} = I \frac{R}{1 + R/r}.

Strømmen i kredsløbet er

I_{\text{out}} = I \frac{r}{R + r} = I \frac{1}{1 + R/r}.

Effekt givet af en reel strømkilde til netværket er lig med

P_{\tekst{ud}} = I^2 \frac{R}{\venstre(1 + R/r \højre)^2}.

Reelle strømgeneratorer har forskellige begrænsninger (for eksempel på spændingen ved dens udgang) såvel som ikke-lineære afhængigheder af eksterne forhold. Især skaber reelle strømgeneratorer kun elektrisk strøm i et bestemt spændingsområde, hvis øvre tærskel afhænger af kildens forsyningsspænding. Reelle strømkilder har således belastningsgrænser.

Eksempler

Strømkilden er en induktor , gennem hvilken strøm strømmede fra en ekstern kilde i nogen tid ( ) $t \ll V/H$ efter at kilden blev slukket. Dette forklarer gnistdannelsen af kontakterne under den hurtige afbrydelse af den induktive belastning: ønsket om at opretholde strømmen med en kraftig stigning i modstand (fremkomsten af et luftgab) fører til en kraftig stigning i spændingen mellem kontakterne og til sammenbrud af kløften.

Den sekundære vikling af en strømtransformator , hvis primærvikling er forbundet i serie med en kraftig AC-ledning , kan betragtes som en næsten ideel kilde til vekselstrøm. Derfor er det uacceptabelt at åbne strømtransformatorens sekundære kredsløb. Hvis det i stedet er nødvendigt at omkoble det sekundære viklingskredsløb (uden at afbryde ledningen), shuntes denne vikling foreløbigt .

Ansøgning

Strømkilder er meget udbredt i analoge kredsløb , for eksempel til effektmålingsbroer , til at forsyne differentialforstærkertrin , især operationsforstærkere .

Konceptet med en strømgenerator bruges til at repræsentere rigtige elektroniske komponenter som ækvivalente kredsløb . For at beskrive aktive elementer introduceres ækvivalente kredsløb indeholdende kontrollerede generatorer til dem:

Spændingsstyret strømkilde (ITUN). Det bruges hovedsageligt til felteffekttransistorer og vakuumrør .
Strømstyret strømkilde (ITUT). Det bruges som regel til bipolære transistorer .

I strømspejlkredsløbet (Figur 2) sættes belastningsstrømmen i højre gren lig med referencestrømmen i venstre gren, således at dette kredsløb i forhold til belastningen R2 fungerer som strømkilde.

Notation

Der er forskellige muligheder for betegnelsen af den aktuelle kilde. De mest almindelige betegnelser er (a) og (b). Mulighed (c) er etableret af GOST [1] og IEC [2] . Pilen i cirklen angiver den positive retning af strømmen i kredsløbet ved kildens udgang. Mulighederne (d) og (e) findes i udenlandsk litteratur. Ved valg af betegnelse skal man være forsigtig og bruge forklaringer for at undgå forveksling med spændingskilder .

Noter

↑ GOST 2.721-74 Samlet system til designdokumentation. Betingede grafiske betegnelser i skemaer. Betegnelser til almindelig brug.
↑ IEC 617-2:1996. Grafiske symboler til diagrammer — Del 2: Symbolelementer, kvalificerende symboler og andre symboler med generel anvendelse

Se også

Litteratur

Bessonov L.A. Teoretisk grundlag for elektroteknik. Elektriske kredsløb. - M . : Gardariki, 2002. - 638 s. — ISBN 5-8297-0026-3 .