3.4.2 REALNI IZVORI NAPETOSTI

KAZALO

   

 

 

3.4.2.1 Napetosti realnega izvora

SLIKA

Slika 3.4.2.1.1: Napetosti realnega izvora

 

ANIMACIJA

Animacija 3.4.2.1.1: Realni izvor napetostni

 

VIDEO

Video 3.4.2.1.1: Napetost obremenjenega vira napetosti

 

SLIKA

Slika 3.4.2.1.2: Nadomestna vezava realnega izvora

 

SLIKA

Slika 3.4.2.1.3: Električni tokokrog z realnim izvorom

 

SLIKA

Slika 3.4.2.1.4: Odvisnost napetosti obremenjenega izvora od toka izvora (porabnika)

 
 
Poskus 3.4.2.1:
 
       
 
►  

Izhodna napetost obremenjenega izvora je manjša od napetosti neobremenjenega izvora.

Padec napetost na kratkih vodnikih je zanemarljivo majhen, zato je napetost na porabniku praktično enaka napetosti na sponkah obremenjenega izvora.  
Povečanje toka (obremenitve) povzroči zmanjšanje izhodne napetosti izvora in napetosti porabnika.  

 
 

 

   
 

Sprememba napetosti na sponkah izvora po obremenitvi pove, da je tok v notranjosti izvora povzročil določen padec napetosti. Ker tok povzroči padec napetosti le na upornosti, lahko sklepamo:

   
       
 
►  

Tudi izvori napetosti imajo določeno notranjo upornost.

 
       
 

Napetost Uo, ki smo jo izmerili med odprtima sponkama izvora, je proizvajana napetost ali tudi lastna napetost izvora

   
       
  Nadomestni tokokrog z realnim izvorom    
       
 

Nadomestno vezavo realnega izvora napetosti lahko potem sestavimo iz idealiziranega izvora napetosti Uo, ki je brez upornosti (idealni vodnik), in zaporedne notranje upornosti Rn (sl. 3.4.2.2). Če na tako obravnavani izvor napetosti priključimo prek kratkih vodnikov še porabnik, smo že na domačih tleh zaporednega električnega tokokroga (sl. 3.4.2.3), za katerega lahko napišemo enačbo napetosti:

   
       
  Uo = Un + Ub                 in od tod:    
  Ub = Uo - Un                  ter z upoštevanjem Ohmovega zakona za Un:    
       
 
 Ub = Uo - I · Rn
(V)
Uo(V)I(A);  Rn(Ω)
   
  Enačba 3.4.2.1    
       
 
►  

Realni električni tokokrog s kratkimi vodniki je zaporedni tokokrog, v katerem se napetost, ki jo proizvaja izvor, razdeli na notranjo upornost izvora in porabnik (breme).

Izhodna napetost obremenjenega izvora je manjša od napetosti neobremenjenega izvora za padec napetosti na notranji upornosti izvora.  
Padec napetosti na notranji upornosti izvora je premo sorazmeren s tokom in notranjo upornostjo izvora.  

 
       
 

Grafični potek izhodne napetosti obremenjenega izvora, ki jo podaja enačba 3.4.2.1, prikazuje sl. 3.4.2.4. V ta namen so za vezavo po sl. 3.4.2.3 uporabljeni podatki Uo = 12 V in Rn = 1,2 Ω, tok pa je spreminjan s spreminjanjem Rb v razponu od 0 Ω (kratki stik sponk) do (odprte sponke).

   
       
 
►  

Izhodna napetost obremenjenega izvora je odvisna od upornosti bremena in lahko ima vrednosti med 0 V in Uo.

 
       
 

Kratki stik sponk (Rb = 0) predstavlja največjo možno obremenitev izvora. V takem primeru se celotna proizvajana napetost Uo in moč izvora preneseta na notranjo upornost Rn. To ni samo popolnoma nekoristna obremenitev (na izhodnih sponkah izvora ni moči), ampak tudi za izvor zelo škodljiv napor, ki zaradi intenzivnega sproščanja toplote na notranji upornosti hitro pripelje do uničenja izvora.