Težko si je predstavljati sodobni svet brez elektrike, telefon bo ostal brez polnjenja, gledanje filma pa bo preprosto postalo nemogoče. Da, brez tega pojava se zdi življenje težko. A da bi ga dobili, potrebujete tok energije, katere fizična sestavina ima lahko drugačen značaj. V elektrotehniki je običajno baterije razdeliti na dve skupini: z enosmernim tokom ali stres. So idealni, vendar obstajajo samo v teoriji in resnični, kar je mogoče videti v praksi.
Idealen vir toka (generator)
Za začetek razmislite o abstraktni različici: trenutni, ustvarjen v tej napravi, vedno enako. Na podlagi Ohmovega zakona lahko zlahka ugotovimo, da je napetost odvisna samo od odpornost povezanega bremena. Notranja odpornost takšne baterije je neskončna, zato ne vpliva na glavni parameter. Ker je trenutna vrednost konstantna, samo upor priključene obremenitve vpliva na vrednost moči teoretične enote. V primeru kratkega stika se ohrani tudi glavna lastnost vira.
Takšen idealen element je mogoče ustvariti le v teoriji, uporablja se pri modeliranju elektromagnetnih procesov. V praksi je tak sistem nemogoče doseči, zato menimo, da je materialna variacija.
Pravi generator
Glavna razlika med resnično in idealno napravo - prisotnost notranje upornosti. Višji kot je ta parameter, element je bližje izboljšani različici. Iz tega izhaja, da sta vrednosti napetosti in moči končni, torej da imata določen delovni razpon. Hkrati ima sistem tudi omejitev glede priključene obremenitve. Prava naprava je pri reševanju težav prikazana kot idealna, vzporedno pa je povezana tudi notranja odpornost.
Delovanje te enote je možno s pomočjo v prostem teku (brez zunanje obremenitve) zaradi dejstva, da imamo zaprto zanko zaradi notranje upornosti. Izhodni tok v tem načinu se zmanjša na nič. Ob kratkem priklopu (način kratkega stika) dobimo največjo vrednost in izhodna napetost pade na 0.
Kot primer takšne naprave se obrnemo na induktor. Ta položaj velja, ko se vezje odpre. Torej se potencialna razlika v tem načinu močno poveča v primerjavi s prejšnjim stanjem. Gre za EMF samoindukcije, ki nastane v tem elementu. Z naraščajočo napetostjo tuljava kopiči energijo, z zmanjšanjem pa jo daje v omrežje.
Drug primer je tokovni transformator sekundarni, ki jo je treba v normalnih pogojih delovanja vedno skrajšati. V nasprotnem primeru, če pride do preloma v njem, bo postal generator. Vse je v zakonu ohranjanja energije, zato mora biti moč na primarnem in sekundarnem navitju enaka. Parametri primarnega navitja so nespremenjeni zaradi konstrukcijskih značilnosti transformatorja (navijanje ima en obrat). V primeru prekinitve sekundarnega navitja ne bo urejenega gibanja nabitih delcev, napetost se bo močno povečala.
Idealni vir napetosti (EMF)
Za idealno napravo je napetost nespremenljiv parameter in ni odvisen od vrednosti obremenitvenega toka, vendar je njegova notranja upornost 0. Če bi bilo mogoče ustvariti to napravo, potem je predstavljalo vir neskončne moči. Velikost toka in moči s priključeno obremenitvijo je težila k neskončnemu številu. Toda, kot vemo, ima moč končno vrednost.
Opisana baterija je teoretični koncept, v praksi pa takšnih pogojev ni mogoče doseči, zato jih uporabljamo le v procesih modeliranja.
Pravi vir napetosti
V resnici imamo napravo EMF, za katero je značilna prisotnost notranjega upora, zaradi tega bo imel tok mejna vrednost. V večini naprav je notranja odpornost zanemarljiva v primerjavi z zunanjimi kazalniki in čim manjši je ta parameter, tem bližje je idealni možnosti. S povečevanjem toka bo prišlo do padca napetosti. V izračunih je označen kot idealen vir EMF s serijsko povezanim uporom. Če je ustvarjen način mirovanja, tok skozi vir znaša 0. Če pride do kratkega stika, bo vzel največjo vrednost in razlika potenciala na izhodu bo enaka 0.
Kot primer upoštevajte polnilna baterija, katerega načelo delovanja temelji na kemični reakciji.
Zaključek
- Prave naprave za razliko od idealnih naprav vsebujejo notranji odpor.
- Kar se tiče razlike med idealno tokovno napravo in napetostjo, je sestavljeno v tem, kateri parameter je stalen in ni odvisen od priključene obremenitve. To ustreza njihovim imenom, za naprave EMF - napetost, za generator - tok.
- Pri pripravi enakovrednega vezja je notranji upor tokovnega vira vzporedno priključen, napetost je vezana zaporedno.
- Pri resničnih napravah je razlika v notranji upornosti: za generatorje je bolje, če imajo visoko odpornost, majhno.
