Elektromagnetväljade ja voolu allikad: peamised omadused ja erinevused

Elektrotehnika seob elektri olemuse aine struktuuriga ja seletab seda vabade laetud osakeste liikumisega energiavälja mõjul.

Selleks, et elektrivool läbiks vooluringi ja töötaks, peab olema energiaallikas, mis muundatakse elektriks:

• generaatori rootorite mehaaniline pöörlemisenergia;

• keemiliste protsesside või reaktsioonide kulg galvaanilistes seadmetes ja akudes;

• soojus termostaatides;

• magnetväljad magnetohüdrodünaamilistes generaatorites;

• valgusenergia fotoelementides.

Neil kõigil on erinevad omadused. Nende parameetrite klassifitseerimiseks ja kirjeldamiseks võetakse allikate tingimuslik teoreetiline jaotus:

• vool;

• EMF.

Elektrivool metalljuhis

Definitsioon voolutugevus ja elektromotoorjõu 18. sajandil andsid selle aja kuulsad füüsikud.

EMF-i allikas

Ideaalseks allikaks peetakse bipolaarset, mille klemmides hoitakse elektromotoorjõudu (ja pinget) alati konstantsel väärtusel.Seda ei mõjuta võrgu koormus ja sisemine takistus allikas on null.

Diagrammidel tähistatakse seda tavaliselt ringiga, mille sees on täht «E» ja nool, mis näitab EMF-i positiivset suunda (allika sisemise potentsiaali suurendamise suunas).

EMF-i allikate tähistusskeemid ja voolu-pinge omadused

Teoreetiliselt ei sõltu ideaalse allika klemmide pinge koormusvoolu suurusest ja on konstantne väärtus. See on aga tinglik abstraktsioon, mida praktikas rakendada ei saa. Reaalse allika puhul väheneb koormusvoolu suurenedes alati klemmi pinge väärtus.

Graafik näitab, et EMF E koosneb allika sisetakistuse ja koormuse pingelanguse summast.

Tegelikult töötavad pingeallikatena erinevad keemilised ja galvaanilised elemendid, akud, elektrivõrgud. Need on jagatud allikateks:

• alalis- ja vahelduvpinge;

• juhitakse pinge või vooluga.

Praegused allikad

Neid nimetatakse kaheklemmilisteks seadmeteks, mis loovad voolu, mis on rangelt konstantne ja ei sõltu mingil viisil ühendatud koormuse takistuse väärtusest ning selle sisetakistus läheneb lõpmatuseni. See on ka teoreetiline eeldus, mida praktikas täita ei saa.

Vooluallika tähistusskeemid ja voolu-pinge karakteristikud

Ideaalse vooluallika korral sõltuvad selle klemmi pinge ja võimsus ainult ühendatud välise vooluahela takistusest. Pealegi suurenevad nad vastupidavuse suurenemisega.

Tegelik vooluallikas erineb sisemise takistuse ideaalsest väärtusest.

Toiteallika näited on järgmised:

• Primaarkoormuse ahelaga ühendatud voolutrafode sekundaarmähised oma toitemähisega. Kõik sekundaarahelad töötavad usaldusväärses ühendusrežiimis. Te ei saa neid avada - vastasel juhul tekivad vooluringis tõusud.

• Induktiivpoolid, mille kaudu on vool läbinud mõnda aega pärast toite eemaldamist vooluringist. Induktiivse koormuse kiire väljalülitamine (takistuse järsk tõus) võib põhjustada vahe purunemise.

• Bipolaarsetele transistoridele paigaldatud voolugeneraator, mida juhitakse pinge või vooluga.

Erinevas kirjanduses võib voolu- ja pingeallikaid tähistada erinevalt.

Voolu- ja pingeallikate tähistuste tüübid diagrammidel

Loe ka sellel teemal: EMF-i allika välised omadused