Typické veličiny zdroje elektrické energie

TYPICKÉ VELIČINY ZDROJE ELEKTRICKÉ ENERGIE

Elektrická energie je ze zdroje do spotřebiče přiváděna ve formě elektrického napětí a proudu. Závislost výstupního (svorkového) napětí zdroje na velikosti proudu odebíraného spotřebičem (zátěží) udává tzv. zatěžovací charakteristika zdroje. Tato charakteristika ukazuje chování zdroje v různých pracovních podmínkách a svým významem odpovídá voltampérovým charakteristikám elektronických součástek. Zatěžovací charakteristika lineárního zdroje je přímková, nelineárního zdroje zakřivená (obr. 1, obr. 2).

Obr. 1: Zatěžovací charakteristika lineárního zdroje

Obr. 2: Zatěžovací charakteristika nelineárního zdroje

Pokud zdroj pracuje naprázdno (R_z → ∞, I = 0), má výstupní napětí hodnotu U₀ a pracovní bod leží na ose napětí. Zvětšuje-li se odebíraný proud (hodnota R_z klesá), zmenšuje se výstupní napětí zdroje. Pracovní bod se posunuje po charakteristice (př. bod P₁) až do bodu, kdy odebíraný proud má hodnotu I_k (zkratový proud), R_z = výstupní napětí je nulové. Hodnota proudu I_k je dána pouze vnitřním odporem zdroje. Jeho hodnotu lze zjistit ze vztahu:

$R_{i}=\frac{U_{0}-U_{1}}{I_{1}}$

Velikost vnitřního odporu lineárního zdroje nezávisí na poloze pracovního bodu, respektive na velikosti odebíraného proudu. Vnitřní odpor nelineárního zdroje je ale na zatížení závislý.

Pokud při činnosti zdroje dochází ke kolísání odebíraného proudu, dochází k odpovídajícímu kolísání výstupního napětí. To je dáno dynamickým vnitřním odporem zdroje r_i. Hodnotu tohoto odporu je možné určit pomocí tečny sestrojené k zatěžovací charakteristice v klidovém pracovním bodu tak, že na tečně se zvolí kdekoliv dva body, které se promítnou na souřadnicové osy a odečtou příslušné úseky ∆U a ∆I (obr. 3). Pro velikost tohoto odporu platí:

$r_{i}= \frac{\Delta U}{\Delta I}$

Jak je patrné z obr. 3, nezávisí dynamický vnitřní odpor lineárního zdroje na poloze pracovního bodu a je roven statickému vnitřnímu odporu. Naopak z obr. 4 plyne, že dynamický vnitřní odpor nelineárního zdroje se s polohou pracovního bodu mění a liší se od statického vnitřního odporu (tečna má v každém pracovním bodu jiný směr).

Obr. 3: Dynamický vnitřní odpor lineárního zdroje

Obr. 4: Dynamický vnitřní odpor nelineárního zdroje

Charakteristické veličiny lineárního zdroje elektrické energie:

Napětí naprázdno: U₀

Proud nakrátko: I_k

Vnitřní odpor: R_i

Vztahy platné mezi těmito veličinami:

$U_{0}= R_{i}I_{k}$ $I_{k}= \frac{U_{0}}{R_{i}}$ $R_{i}= \frac{U_{0}}{I_{k}}$

Zdroje

KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Elektronika I učebnice. VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009

Obrázky

Obr. 1: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Zatěžovací charakteristika lineárního zdroje, Elektronika I učebnice. VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Obr. 2: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Zatěžovací charakteristika nelineárního zdroje, Elektronika I učebnice. VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Obr. 3: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Dynamický vnitřní odpor lineárního zdroje, Elektronika I učebnice. VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Obr. 4: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Dynamický vnitřní odpor nelineárního zdroje, Elektronika I učebnice. VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009

Metodika práce se systémem ELUC
Nastavení Cookies