แผนการเปลี่ยนแหล่งที่มา พลังงานไฟฟ้า

มาพัฒนาแนวคิดเรื่องแหล่งพลังงานไฟฟ้ากัน

แหล่งพลังงานไฟฟ้าสามารถแสดงด้วยวงจรสมมูล (วงจรสมมูล) ที่แสดงในรูปที่ 9.

ข้าว. 9. วงจรสมมูลของวงจรไฟฟ้าที่มีแหล่งกำเนิด EMF

นี่คือวงจรสมมูลหลักที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับแหล่งพลังงานไฟฟ้า เรียกได้ว่าเป็นวงจรสมมูลของวงจรไฟฟ้าที่มีแหล่งกำเนิด EMF ในวงจรสมมูล แหล่งที่มาประกอบด้วย EMF อีและความต้านทานภายใน อาร์ ไอ. ตัวรับพลังงานไฟฟ้าในรูปที่ 9 แสดงด้วยความต้านทานโหลด R. EMF อีและความต้านทานภายใน อาร์ ไอแหล่งที่มาเป็นค่าคงที่ ค่าความต้านทาน Rผู้รับอาจมีการเปลี่ยนแปลง (ตัวอย่างเช่น ใน งานห้องปฏิบัติการเพื่อเปลี่ยนค่า Rมักใช้ลิโน่สไลเดอร์) เมื่อแนวต้านเปลี่ยนไป Rกระแสจะเปลี่ยนไป ฉันที่ต้นทางให้ผู้รับ

รูปโครงการ 9 วงจรเดียว ให้เรานำกฎหมาย Kirchhoff ฉบับที่สองไปใช้กับมัน ตามที่เรามี:

แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วรับคือแรงดันตกคร่อมความต้านทานโหลด ยู = อาร์ไอ. แสดงแรงดันไฟฟ้าจากสูตรของกฎข้อที่สองของ Kirchhoff เราพบว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วตัวรับเท่ากับ EMF อีลบแรงดันตกคร่อมความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด รี ฉัน

ตามนิพจน์นี้ เป็นไปได้ที่จะสร้างลักษณะภายนอกของแหล่งที่มา (รูปที่ 10, ส่วนที่ 1) ลักษณะภายนอกเป็นส่วนของเส้นตรงที่อยู่ระหว่างจุด ไม่ได้ใช้งานและไฟฟ้าลัดวงจร จุดว่างสอดคล้องกับกระแสเท่ากับศูนย์และแรงดันเท่ากับ EMF อี. จุดลัดวงจรสอดคล้องกับแรงดันศูนย์ ยู= 0 และกระแสสูงสุดที่เป็นไปได้ ฉัน = ฉัน kเรียกว่ากระแสลัดวงจร

ข้าว. 10. ลักษณะภายนอกของแหล่งที่มา:

1 - แหล่งที่มาจริง; 2 - แหล่งที่มาในอุดมคติของ EMF; 3 - แหล่งกระแสในอุดมคติ

หากความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด อาร์ ไอเล็กน้อยเมื่อเทียบกับอิมพีแดนซ์ตัวรับ R(แหล่งที่มาทำงานในโหมดที่ใกล้กับโหมดว่างและสามารถละเลยความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดได้สมมติว่า อาร์ ไอ= 0) จากนั้นแหล่งที่มาสามารถแสดงด้วยวงจรสมมูลที่ง่ายกว่า (รูปที่ 11) ซึ่งเป็นกรณีพิเศษของวงจรในรูปที่ 9.

ข้าว. 11. วงจรสมมูลของวงจรไฟฟ้ากับ แหล่งที่เหมาะ EMF

แหล่งดังกล่าวสามารถเรียกได้ว่าเป็นแหล่ง EMF ในอุดมคติหรือแหล่งจ่ายแรงดัน เนื่องจากแรงดันคงที่และเท่ากับค่า EMF U=E. ลักษณะภายนอกของแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าคือลำแสง (รูปที่ 10, ลำแสง 2) ที่ดึงมาจากจุดเดินเบาที่ขนานกับแกน abscissa

ให้เราสังเกตโดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีที่พบบ่อยมากและสำคัญมากสำหรับการปฏิบัติซึ่งสะดวกที่จะพิจารณาแหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าเป็นแหล่งของแรงดันไฟฟ้า ความจริงก็คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทันสมัยที่สุด รวมทั้งเครื่องกำเนิดเรือ มีการติดตั้งอุปกรณ์สำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (การบำรุงรักษา) สาระสำคัญของงานของพวกเขาคือเมื่อกระแสโหลดเปลี่ยนแปลงและดังนั้นแรงดันตกคร่อมความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิด รี ฉัน EMF ของแหล่งที่มาเปลี่ยนแปลงตามจำนวนที่เท่ากัน อี. ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต้นทางจึงแทบไม่เปลี่ยนแปลง แหล่งดังกล่าวสอดคล้องกับลักษณะภายนอก 2 ในรูปที่ 10 ดังนั้น เมื่อวิเคราะห์การทำงานของเครื่องรับ ควรพิจารณาแหล่งพลังงานไฟฟ้าเป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้าที่สะดวก

แหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้ายังสามารถแสดงด้วยวงจรสมมูลที่มีแหล่งกระแส เราจะแสดงสิ่งนี้โดยทำการเปลี่ยนจากวงจรที่มีแหล่ง EMF เป็นวงจรที่มีแหล่งกระแส

ให้เราเขียนนิพจน์ของกฎข้อที่สองของ Kirchhoff สำหรับวงจรในรูปที่ 9 ในรูปแบบต่อไปนี้:

หารเงื่อนไขทั้งหมดของนิพจน์นี้ด้วย อาร์ ไอ

,

ที่ไหน จิ = 1/อาร์ ไอ . (4)

การนำไฟฟ้า จิสามารถเรียกได้ว่าการนำภายในของแหล่งกำเนิด การมีอยู่ของการนำไฟฟ้าภายในเกิดจากการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าภายในแหล่งกำเนิดเพื่อให้ความร้อน

ทัศนคติ อี/อาร์ ไอ ตัวเลขเท่ากับกระแสลัดวงจร ฉัน kแหล่ง (กระแสที่จะไหลผ่านแหล่งหากขั้วเอาต์พุตของมันสั้น) เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ เราสามารถกำหนดได้

ฉัน k = อี/อาร์ ไอ , (5)

ที่ไหน ฉัน k - แหล่งกระแสลัดวงจร

เรายังหมายถึง

จี ไอ ยู= ฉัน

และเรียกค่านี้ว่ากระแสภายในของแหล่งกำเนิด

จากสมการของกฎ Kirchhoff ที่สองซึ่งใช้ได้กับแผนภาพ 9 เรามาถึงสมการของกฎ Kirchhoff แรก

ฉัน k=ฉัน+ ฉัน ,

ซึ่งใช้ได้กับวงจรในรูปที่ 12.

รูปวงจรสมมูล 12 ประกอบด้วยแหล่งพลังงานไฟฟ้าและเครื่องรับ แหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าถูกเน้นในแผนภาพด้วยเส้นประ แหล่งพลังงานไฟฟ้าประกอบด้วยแหล่งกระแส ฉัน k(เป็นรูปวงกลมที่มีลูกศรสองดอก) และค่าการนำไฟฟ้าภายในของแหล่งกำเนิด จิ. แหล่งที่มาปัจจุบันมีลักษณะเป็นกระแสคงที่ ฉัน kเท่ากับกระแสไฟฟ้าลัดวงจรของแหล่งพลังงานไฟฟ้า ตามแนวกิ่งที่มีการนำไฟฟ้าภายในของแหล่งกำเนิด จิกระแสภายในของกระแสต้นทาง ฉัน. ตัวรับมีลักษณะการนำไฟฟ้า g. กระแสโหลดไหลผ่านตัวรับ ฉัน.

ข้าว. 12. วงจรสมมูลของวงจรไฟฟ้าที่มีแหล่งกำเนิดกระแส

หมุนเวียน ฉัน kและการนำไฟฟ้าภายใน จิแหล่งที่มาเป็นค่าคงที่ ค่าการนำไฟฟ้า gผู้รับอาจมีการเปลี่ยนแปลง หมุนเวียน ฉัน kแหล่งที่มาปัจจุบันแบ่งออกเป็นโหนดเป็นกระแส ฉันและ ฉันสัดส่วนกับการนำไฟฟ้า จิและ gตามลำดับ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของโหลดจึงเท่ากับอัตราส่วนของกระแส ฉัน kผลรวมของการนำไฟฟ้า จิและ g:

ยู= ฉัน k /(จิ + g).

จากนั้นจะพบกระแสภายในของแหล่งกำเนิดเป็น

ฉัน = จี ไอ ยู

โหลดปัจจุบัน ฉันกำหนดไว้ในทำนองเดียวกัน

ฉัน = ก.

รูปวงจรสมมูล 12 เท่ากับวงจรของรูปที่ 9 ดังนั้น ลักษณะภายนอก 1 ในรูปที่ 10. EMF และแหล่งกระแสที่มีลักษณะภายนอกเหมือนกันเรียกว่าแหล่งที่เท่ากัน การคำนวณพารามิเตอร์ของแหล่ง EMF ใหม่เป็นพารามิเตอร์ของแหล่งกระแสเทียบเท่าและในทางกลับกันสามารถทำได้โดยใช้สูตรข้างต้น เมื่อใช้วงจรสมมูลของแหล่งดังกล่าวในการคำนวณ พึงระลึกไว้เสมอว่าในวงจรของรูปที่ 9 เราดำเนินการกับความเครียดที่แสดงในรูปที่ 10 ด้วยลูกศรที่จัดเรียงในแนวตั้งและในรูปของมะเดื่อ 12 เรากำลังเผชิญกับกระแสน้ำที่แสดงในรูปที่ ลูกศร 10 อันเรียงตามแนวนอน

ข้าว. 13. วงจรสมมูลของวงจรไฟฟ้าที่มีแหล่งกระแสในอุดมคติ

ในกรณีเฉพาะของแหล่งพลังงานไฟฟ้า ซึ่งการสูญเสียพลังงานภายในแหล่งกำเนิดนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับพลังงานที่ให้กับผู้รับ เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าค่าการนำไฟฟ้าภายในของแหล่งกำเนิดมีแนวโน้มที่จะเป็นศูนย์ ( จิ= 0). จากนั้นวงจรที่เท่ากันของแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้าสามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยลดให้เป็นวงจรของรูปที่ 13 ซึ่งสามารถเรียกได้ว่าเป็นวงจรสมมูลที่มีแหล่งกำเนิดกระแสในอุดมคติ ลักษณะภายนอกของแหล่งกำเนิดดังกล่าวคือลำแสง (รูปที่ 10 ลำแสง 3) ที่ดึงมาจากจุดไฟฟ้าลัดวงจรที่ขนานกับแกน y

รีวิวโดยเรา แหล่ง EMFและกระแสเรียกได้อิสระ เพราะมี EMF อีและปัจจุบัน ฉัน kไม่ขึ้นกับแรงดันและกระแสในส่วนอื่นของวงจรไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน เมื่อวิเคราะห์วงจรอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์และทรานซิสเตอร์แบบสนาม) จำเป็นต้องพิจารณาถึงแหล่งที่เรียกว่า EMF หรือกระแสที่เรียกว่าขึ้นอยู่กับ (ควบคุม) ซึ่ง EMF อีหรือปัจจุบัน ฉัน kเปลี่ยนแปลงตามหน้าที่ของแรงดันหรือกระแสของวงจรไฟฟ้าตั้งแต่หนึ่งกิ่งขึ้นไป ปัจจุบัน กวดวิชาเน้นไปที่การวิเคราะห์วงจรที่มีแหล่งอิสระเป็นหลัก

ค่าโสหุ้ย > DC

แผนการทดแทนแหล่งพลังงาน

โปรโตซัว วงจรไฟฟ้าและวงจรสมมูลตามที่ระบุประกอบด้วยแหล่งพลังงานเดียวที่มี EMF E และความต้านทานภายใน r tu และตัวรับหนึ่งตัวที่มีความต้านทาน r (ดูรูปที่ 1.3) กระแสไฟฟ้าในส่วนภายนอกของวงจรเทียบกับแหล่งพลังงาน เช่น ในตัวรับที่มีความต้านทาน r , ถูกนำมาจากจุดเอ มีศักยภาพสูงชี้ b ที่มีศักยภาพน้อย.
ทิศทางของกระแสจะแสดงบนแผนภาพด้วยลูกศรที่มีระยะห่างหรือระบุด้วยดัชนีสองตัวใกล้ตัวอักษรฉัน เช่นเดียวกับจุดที่เกี่ยวข้องในแผนภาพ ดังนั้นสำหรับไดอะแกรมในรูปที่ 1.3 กระแสในเครื่องรับฉัน = ฉัน a b โดยที่ดัชนี a และ b หมายถึงทิศทางของกระแสจากจุด a ไปยังจุดข .
ให้เราแสดงให้เห็นว่าแหล่งพลังงานที่รู้จัก EMFอี และความต้านทานภายใน r tu , เป็นตัวแทนได้วงจรสมมูลพื้นฐานสองวงจร(วงจรสมมูล)
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วในอีกด้านหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งพลังงานน้อยกว่า EMF สำหรับแรงดันตกคร่อมภายในแหล่งกำเนิด:

ในทางกลับกัน แรงดันตกคร่อมความต้านทาน r


โดยคำนึงถึงความเท่าเทียมกันจาก (1.5a) และ (1.56) เราได้รับหรือ


โดยเฉพาะเมื่อไม่ได้ใช้งาน (เปิดขั้ว a และ b ) ปรากฎ E=U x นั่นคือ EMF เท่ากับแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด ที่ ไฟฟ้าลัดวงจร(สรุป a และ b) ปัจจุบัน

จาก (1.7 6) ตามด้วย r w แหล่งพลังงานเช่นเดียวกับความต้านทานของเครื่องรับจะจำกัดกระแส
ในวงจรสมมูล คุณสามารถแสดงองค์ประกอบวงจรด้วย r tu , เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับองค์ประกอบที่แสดงถึง EMFอี (รูปที่ 1.7, ก) แรงดันไฟฟ้า U ขึ้นอยู่กับกระแสของเครื่องรับและเท่ากับความแตกต่างระหว่าง EMFอี แหล่งพลังงานและแรงดันตก r W ฉัน (1.6ก). แผนภาพแหล่งพลังงานแสดงในรูปที่ 1.7 ก เรียกว่ารูปแบบการทดแทนครั้งแรกหรือวงจรที่มีแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า
ถ้า r tu<กล่าวคือ แหล่งที่มาของพลังงานไฟฟ้าอยู่ในโหมดที่ใกล้กับรอบเดินเบา จากนั้น เราสามารถละเลยแรงดันไฟฟ้าภายในที่ตกและรับคุณ w = r w = 0 . ในกรณีนี้ สำหรับแหล่งพลังงาน จะได้วงจรสมมูลที่ง่ายกว่าโดยใช้แหล่งกำเนิด EMF เท่านั้น ซึ่งไม่รวมโหมดลัดวงจร (U = 0) ไม่เหมือนแหล่งจริง แหล่งพลังงานดังกล่าวไม่มีความต้านทานภายใน ( r w = 0 ) เขียนแทนด้วยวงกลมที่มีลูกศรอยู่ข้างในและตัวอักษรอี (รูปที่ 1.7.6) เรียกว่าแหล่งที่มาของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในอุดมคติหรือ แหล่งจ่ายแรงดัน(แหล่งที่มีแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด). แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งกำเนิดดังกล่าวไม่ได้ขึ้นอยู่กับความต้านทานของเครื่องรับและจะเท่ากับ EMF . เสมออี . ลักษณะภายนอกของมันคือเส้นตรงขนานกับแกน x(เส้นประ aข ในรูป 1.4)

แหล่งพลังงานยังสามารถแสดงด้วยวงจรสมมูลที่สอง (รูปที่ 1.8, a) เพื่อยืนยันความเป็นไปได้นี้ เราหารด้านขวาและด้านซ้ายของสมการ (1.7a) ด้วย r tu . เป็นผลให้เราได้รับ


โดยที่ ก. w \u003d 1 / r w - การนำไฟฟ้าภายในแหล่งพลังงานหรือ

J \u003d ฉัน + ฉัน w , (1.8)

โดยที่ J = E / r w - กระแสที่มีแหล่งพลังงานลัดวงจร (เช่น กระแสที่มีความต้านทานร=0) ; ฉัน w = U / r w = g w U - กระแสบางส่วนเท่ากับอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของแหล่งพลังงานต่อความต้านทานภายในฉัน = U/r = gU - กระแสรับ;ก. = 1/ r - การนำไฟฟ้าของเครื่องรับ
สมการผลลัพธ์ (1.8) เป็นที่พอใจโดยวงจรสมมูลกับแหล่งกำเนิดกระแสซึ่งประกอบด้วยแหล่งกำเนิดที่มีกระแสที่กำหนด J = E / r w (รูปที่ 1.8, a) และองค์ประกอบที่เชื่อมต่อแบบขนาน r W (ข้อสรุปทั่วไป 1 และ 2)
ถ้า g w<>ร และที่แรงดัน U . เท่ากัน= U 1 2 = U ab ปัจจุบัน ผม วัตต์<กล่าวคือ แหล่งพลังงานอยู่ในโหมดใกล้กับไฟฟ้าลัดวงจร จากนั้นจึงนำกระแสไฟมาฉัน w = g w U = 0 . ในกรณีนี้ สำหรับแหล่งพลังงาน จะได้วงจรสมมูลที่ง่ายกว่าโดยใช้แหล่งจ่ายกระแสไฟเท่านั้น (รูปที่ 1.8, b) แหล่งดังกล่าวมีการนำภายในก. ก = 0 แทนด้วยวงกลมที่มีลูกศรคู่ที่มีช่องว่างภายในและตัวอักษร J เรียกว่าแหล่งกระแสในอุดมคติ(ที่มากับกระแสที่กำหนด). กระแสของแหล่งกระแสในอุดมคติ J ไม่ขึ้นอยู่กับความต้านทานของตัวรับ r . ลักษณะภายนอกของมันคือเส้นตรงขนานกับแกน y (เส้นประ cd

รูปแบบการทดแทนแหล่งพลังงานไฟฟ้า

คุณสมบัติของแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้าอธิบายโดย VAC เรียกว่า ลักษณะภายนอกของแหล่งกำเนิดเพิ่มเติมในส่วนนี้ เพื่อลดความซับซ้อนของการวิเคราะห์และคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ แหล่งที่มาของแรงดันไฟตรง (กระแส) จะได้รับการพิจารณา อย่างไรก็ตาม กฎหมาย แนวความคิด และวงจรสมมูลทั้งหมดที่ได้รับในกรณีนี้ มีผลบังคับใช้กับแหล่งไฟฟ้ากระแสสลับอย่างสมบูรณ์ ลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแสของแหล่งกำเนิดสามารถกำหนดได้จากการทดลองโดยพิจารณาจากวงจรที่แสดงในรูปที่ 4ก. ที่นี่โวลต์มิเตอร์ V วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว 1-2 ของแหล่งกำเนิด AND และแอมมิเตอร์ A จะวัดกระแสที่ฉันใช้ไปซึ่งค่าที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้ตัวต้านทานโหลดแบบปรับได้ (ลิโน่) RN



ในกรณีทั่วไป CVC ของแหล่งที่มาไม่เป็นเชิงเส้น (เส้นโค้ง 1 ในรูปที่ 4b) มันมีจุดลักษณะสองจุดที่สอดคล้องกับ:
ก - โหมดว่าง ;
ข - โหมดลัดวงจร .
สำหรับแหล่งที่มาส่วนใหญ่ โหมดไฟฟ้าลัดวงจร (บางครั้งไม่ทำงาน) เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ กระแสและแรงดันของแหล่งกำเนิดมักจะแปรผันภายในขอบเขตที่แน่นอน จำกัดจากด้านบนด้วยค่าที่สัมพันธ์กับ โหมดระบุ(โหมดที่ผู้ผลิตรับประกันเงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับการทำงานในแง่ของความประหยัดและความทนทานของอายุการใช้งาน) ในบางกรณีทำให้การคำนวณง่ายขึ้น เพื่อประมาณค่า CVC แบบไม่เชิงเส้นในส่วนการทำงาน m-n (ดูรูปที่ 4, b) ของเส้นตรง ซึ่งตำแหน่งจะถูกกำหนดโดยช่วงการทำงานของแรงดันและกระแสที่เปลี่ยนแปลง ควรสังเกตว่าแหล่งต่างๆ (เซลล์กัลวานิก แบตเตอรี่) มีลักษณะเชิงเส้น IV–V
เส้นตรง 2 ในรูป 4b อธิบายโดยสมการเชิงเส้น

,

แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต้นทางอยู่ที่ไหนเมื่อโหลดไม่ได้เชื่อมต่อ (เปิดคีย์ K ในวงจรในรูปที่ 4, a); - แหล่งความต้านทานภายใน.
สมการ (1) ทำให้สามารถเขียนได้ วงจรสมมูลตามลำดับแหล่งที่มา (ดูรูปที่ 5a) ในแผนภาพนี้ สัญลักษณ์ E หมายถึงองค์ประกอบที่เรียกว่า แหล่งที่มาของแรงเคลื่อนไฟฟ้าในอุดมคติ. แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วขององค์ประกอบนี้ ไม่ขึ้นกับกระแสต้นทาง ดังนั้นจึงสอดคล้องกับลักษณะแรงดันกระแสไฟในรูปที่ 5 ข. ตาม (1) แหล่งที่มาดังกล่าวมี . โปรดทราบว่าทิศทางของ EMF และแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต้นทางอยู่ตรงข้าม



ถ้า CVC ของต้นทางเป็นเส้นตรง ให้หาค่า พารามิเตอร์ของวงจรสมมูลจำเป็นต้องวัดแรงดันและกระแสสำหรับสองโหมดของการทำงาน
นอกจากนี้ยังมีวงจรสมมูลแบบขนาน เพื่ออธิบาย เราแบ่งส่วนซ้ายและขวาของความสัมพันธ์ (1) ด้วย . เป็นผลให้เราได้รับ

หรือ

,

ที่ไหน ; - การนำไฟฟ้าภายในของแหล่งกำเนิด.
สมการ (2) สอดคล้องกับวงจรสมมูลที่มาในรูปที่ 6, ก.



ในแผนภาพนี้ สัญลักษณ์ J หมายถึงองค์ประกอบที่เรียกว่า แหล่งกระแสในอุดมคติ. กระแสในสาขาที่มีองค์ประกอบนี้มีค่าเท่ากับและไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต้นทาง ดังนั้นจึงสอดคล้องกับ CVC ในรูปที่ 6b. บนพื้นฐานนี้โดยคำนึงถึง (2) สำหรับแหล่งดังกล่าว เช่น ความต้านทานภายในของมัน
โปรดทราบว่าในแผนการออกแบบ เมื่อเป็นไปตามเงื่อนไข วงจรสมมูลแบบอนุกรมและขนานของแหล่งกำเนิดจะเท่ากัน อย่างไรก็ตามในแง่ของพลังงานนั้นแตกต่างกันเนื่องจากในโหมดว่างสำหรับวงจรสมมูลอนุกรมพลังงานจะเป็นศูนย์ แต่ไม่ใช่สำหรับวงจรขนาน
นอกเหนือจากโหมดการทำงานต้นทางที่ระบุไว้แล้ว ในทางปฏิบัติเป็นสิ่งสำคัญ โหมดการเจรจาการทำงานที่โหลด RN จากแหล่งกำเนิดใช้พลังงานสูงสุด

แหล่งกระแสในอุดมคติ

แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งกระแสในอุดมคติขึ้นอยู่กับความต้านทานของวงจรภายนอกเท่านั้น:

กำลังไฟฟ้าที่แหล่งจ่ายปัจจุบันให้กับเครือข่ายมีค่าเท่ากับ:

เนื่องจากสำหรับแหล่งปัจจุบัน , แรงดันไฟและกำลังที่ปล่อยออกมาจะเติบโตอย่างไม่มีกำหนดพร้อมความต้านทานที่เพิ่มขึ้น

แหล่งที่มาปัจจุบันจริง

แหล่งจ่ายกระแสจริงเช่นเดียวกับแหล่ง EMF ในการประมาณเชิงเส้นสามารถอธิบายได้ด้วยพารามิเตอร์เช่นความต้านทานภายใน ความแตกต่างคือยิ่งมีความต้านทานภายในมากเท่าใด แหล่งกำเนิดกระแสก็จะยิ่งเข้าใกล้อุดมคติมากขึ้นเท่านั้น (ในทางกลับกัน ยิ่งเข้าใกล้อุดมคติมากเท่าใด ความต้านทานภายในก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น) แหล่งจ่ายกระแสจริงที่มีความต้านทานภายในเทียบเท่ากับแหล่ง EMF จริงที่มีความต้านทานภายในและ EMF .

แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งกระแสไฟจริงคือ:

ความแรงของกระแสในวงจรคือ:

กำลังไฟฟ้าที่จ่ายโดยแหล่งจ่ายกระแสไฟจริงให้กับเครือข่ายเท่ากับ:

แหล่งจ่ายแรงดันไฟในอุดมคติ

แหล่งจ่ายแรงดันไฟในอุดมคติ (แหล่ง EMF) เป็นสิ่งนามธรรมทางกายภาพ นั่นคือ อุปกรณ์ดังกล่าวไม่สามารถมีอยู่ได้ หากเราถือว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมีอยู่จริง กระแส I ที่ไหลผ่านจะมีแนวโน้มอนันต์เมื่อมีการเชื่อมต่อโหลด ค่าความต้านทาน RH ซึ่งมีแนวโน้มจะเป็นศูนย์ แต่ในขณะเดียวกัน ปรากฎว่าพลังของแหล่งกำเนิด EMF ก็มีแนวโน้มที่จะไม่มีที่สิ้นสุดเช่นกัน แต่มันเป็นไปไม่ได้ ด้วยเหตุผลที่ว่าพลังของแหล่งพลังงานใด ๆ ก็มีจำกัด

แหล่งจ่ายแรงดันจริง

ในความเป็นจริง แหล่งจ่ายแรงดันใดๆ มีความต้านทานภายใน r ซึ่งสัมพันธ์ผกผันกับกำลังของแหล่งกำเนิด กล่าวคือ ยิ่งมีกำลังมากเท่าใด ความต้านทานก็จะยิ่งต่ำลง (สำหรับแรงดันแหล่งจ่ายคงที่ที่กำหนด) และในทางกลับกัน การมีความต้านทานภายในทำให้แหล่งจ่ายแรงดันจริงแตกต่างจากแหล่งในอุดมคติ ควรสังเกตว่าความต้านทานภายในเป็นคุณสมบัติเชิงสร้างสรรค์ของแหล่งพลังงานโดยเฉพาะ วงจรสมมูลของแหล่งจ่ายแรงดันจริงคือการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของแหล่ง EMF - E (แหล่งจ่ายแรงดันไฟในอุดมคติ) และความต้านทานภายใน - r

รูปแสดงลักษณะโหลดของแหล่งจ่ายแรงดันไฟในอุดมคติ (แหล่ง emf) (เส้นสีน้ำเงิน) และแหล่งจ่ายแรงดันจริง (เส้นสีแดง)

ที่ไหน:

แรงดันตกคร่อมความต้านทานภายใน

แรงดันตกคร่อมโหลด

ในกรณีที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจร () นั่นคือพลังงานทั้งหมดของแหล่งพลังงานจะกระจายไปในความต้านทานภายใน ในกรณีนี้ กระแสจะสูงสุดสำหรับแหล่ง EMF นี้ เมื่อทราบแรงดันวงจรเปิดและกระแสลัดวงจร เราสามารถคำนวณความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายแรงดันได้:

ทฤษฎีบทของเทเวนิน- สำหรับวงจรไฟฟ้าเชิงเส้น ระบุว่าวงจรไฟฟ้าใดๆ ที่มีสองขั้วและประกอบด้วยแหล่งจ่ายแรงดันไฟ แหล่งกระแสและตัวต้านทาน (ตัวต้านทาน) รวมกันจะเทียบเท่าทางไฟฟ้ากับวงจรที่มีแหล่งจ่ายแรงดัน V หนึ่งตัว และตัวต้านทาน R หนึ่งตัวต่อเป็นอนุกรม

ทฤษฎีบทของนอร์ตันใช้เพื่อแสดงแหล่งที่ไม่เหมาะเป็นแหล่งกระแสในอุดมคติด้วยตัวต้านทานแบบแบ่ง ความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ของแบบจำลองทั้งสองนี้กำหนดโดยสมการ:

นอกจากนี้ความต้านทานภายในของทั้งสองรุ่นยังเท่ากัน ปัจจุบัน I ถูกกำหนดด้วยการโหลดสั้น

สำหรับวงจรบางวงจร เป็นเรื่องปกติที่จะหากระแสไฟลัด IN