Nuvarande källa

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 30 april 2021; verifiering kräver 1 redigering .

Strömkälla (i teorin om elektriska kretsar ) - ett element, tvåterminalsnätverk , strömstyrkan genom vilken inte beror på spänningen vid dess terminaler (poler). Termerna strömgenerator och ideal strömkälla används också .

Den aktuella källan används som en enkel modell av några verkliga källor för elektrisk energi eller som en del av mer komplexa modeller av verkliga källor som innehåller andra elektriska element. Det bör noteras att de elektriska egenskaperna hos verkliga källor kan ligga nära egenskaperna hos en strömkälla eller dess motsats - en spänningskälla .

Inom elektroteknik är en strömkälla vilken källa som helst till elektrisk energi.

Egenskaper

Idealisk aktuell källa

Styrkan hos strömmen som flyter genom en ideal strömkälla är alltid densamma per definition:

I = \text{const}

Spänningen vid terminalerna på en idealisk strömkälla ( inte att förväxla med en riktig källa! ) beror endast på resistansen hos lasten som är ansluten till den: $R$

U=I\cdot R

Effekt som ges av den aktuella källan till lasten:

P = I^2 \cdot R

Eftersom strömmen genom en idealisk strömkälla alltid är densamma, ökar spänningen vid dess terminaler och effekten som överförs av den till lasten med ökande belastningsmotstånd och når oändliga värden i gränsen.

Verklig källa

I en linjär approximation kan vilken verklig strömkälla som helst (inte att förväxla med strömkällan som beskrivs ovan - modellen!) Eller vilket annat tvåterminalsnät som helst representeras som en modell som innehåller minst två element: en idealisk källa och intern resistans (ledningsförmåga). En av de två enklaste modellerna - Thévenin-modellen - innehåller en EMF-källa kopplad i serie med ett motstånd, och den andra, mittemot den, Norton-modellen, en strömkälla kopplad parallellt med konduktivitet (det vill säga ett idealiskt motstånd, vars egenskaper vanligtvis kännetecknas av värdet av konduktivitet). Följaktligen kan en verklig källa i en linjär approximation beskrivas med hjälp av två parametrar: spänningskällans EMF (eller strömkällans ström) och det interna motståndet (eller intern konduktivitet ). ${\mathcal {E}}$ $jag$ $r$ $y = 1/r$

Det kan visas att en verklig strömkälla med intern resistans är likvärdig med en verklig EMF-källa med intern resistans och EMF . $r$ $r$ $\mathcal{E} = I \cdot r$

Spänningen vid terminalerna på en verklig strömkälla är

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

Strömmen i kretsen är

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

Effekt som ges av en verklig strömkälla till nätverket är lika med

P_{\text{out}} = I^2 \frac{R}{\left(1 + R/r \right)^2}.

Realströmgeneratorer har olika begränsningar (till exempel på spänningen vid dess utgång), såväl som icke-linjära beroende av yttre förhållanden. I synnerhet skapar verkliga strömgeneratorer elektrisk ström endast i ett visst spänningsområde, vars övre tröskel beror på källans matningsspänning. Verkliga strömkällor har således belastningsgränser.

Exempel

Strömkällan är en induktor , genom vilken ström flödade från en extern källa, under en tid ( ) $t \ll L/R$ efter att källan stängdes av. Detta förklarar gnistbildningen av kontakterna under den snabba frånkopplingen av den induktiva lasten: önskan att bibehålla strömmen med en kraftig ökning av motståndet (utseendet på ett luftgap) leder till en kraftig ökning av spänningen mellan kontakterna och till sammanbrott av gapet.

Sekundärlindningen av en strömtransformator , vars primärlindning är seriekopplad med en kraftfull växelströmsledning , kan betraktas som en nästan idealisk källa för växelström. Därför är det oacceptabelt att öppna strömtransformatorns sekundära krets. Istället, om det är nödvändigt att återkoppla i sekundärlindningskretsen (utan att koppla bort ledningen), shuntas denna lindning preliminärt .

Applikation

Strömkällor används i stor utsträckning i analoga kretsar , till exempel för att driva mätbryggor , för att driva differentialförstärkarsteg , i synnerhet operationsförstärkare .

Konceptet med en strömgenerator används för att representera verkliga elektroniska komponenter som ekvivalenta kretsar . För att beskriva aktiva element introduceras ekvivalenta kretsar som innehåller kontrollerade generatorer för dem:

Spänningsstyrd strömkälla (ITUN). Den används främst för fälteffekttransistorer och vakuumrör .
Strömstyrd strömkälla (ITUT). Den används som regel för bipolära transistorer .

I strömspegelkretsen (Figur 2) sätts belastningsströmmen i den högra grenen lika med referensströmmen i den vänstra grenen, så att denna krets i förhållande till belastningen R2 fungerar som en strömkälla.

Notation

Det finns olika alternativ för beteckningen av den aktuella källan. De vanligaste beteckningarna är (a) och (b). Alternativ (c) fastställs av GOST [1] och IEC [2] . Pilen i cirkeln indikerar den positiva riktningen för strömmen i kretsen vid källans utgång. Alternativ (d) och (e) finns i utländsk litteratur. Vid val av beteckning måste man vara försiktig och använda förklaringar för att undvika förväxling med spänningskällor .

Anteckningar

↑ GOST 2.721-74 Unified system för designdokumentation. Villkorliga grafiska beteckningar i scheman. Beteckningar för allmänt bruk.
↑ IEC 617-2:1996. Grafiska symboler för diagram — Del 2: Symbolelement, kvalificerande symboler och andra symboler med allmän tillämpning

Se även

Litteratur

Bessonov L.A. Teoretiska grunder för elektroteknik. Elektriska kretsar. - M . : Gardariki, 2002. - 638 sid. — ISBN 5-8297-0026-3 .