Struktura

Charakter zdroje

Charakter zdroje

Typ zdroje elektrické energie je možné určit podle zatěžovací charakteristiky. Pokud bude mít na svých výstupních svorkách stále stejné (konstantní) napětí bez ohledu na odebíraný proud, bude zatěžovací charakteristika procházet bodem U0 rovnoběžně s vodorovnou osou. Z toho plyne, že vnitřní odpor je nulový a proud nakrátko není definován (Ik → ∞). Takový zdroj se nazývá ideální zdroj napětí (obr. 1).

Obr. 1: Zatěžovací charakteristika ideálního zdroje napětí

V případě, že výstupními svorkami zdroje bude procházet stálý proud, bez ohledu na hodnotu odporu zatěžovacího rezistoru, bude zatěžovací charakteristika procházet bodem Ik rovnoběžně se svislou osou. Vnitřní odpor takového zdroje roste nade všechny meze (Ri→∞) a napětí naprázdno není definováno (obr. 2). Zdroj s takovou charakteristikou se nazývá zdroj konstantního proudu.

Obr. 2: Zatěžovací charakteristika ideálního zdroje proudu

U skutečného zdroje elektrické energie není charakteristika rovnoběžná ani s osou proudu, ani s osou napětí. Reálný zdroj je možné si představit jako sériové spojení zdroje konstantního napětí a vnitřního odporu (obr. 3).

Obr. 3: Zapojení reálného zdroje

Zatěžovací rovnice reálného zdroje:

U= U_{0}-R_{i}I

V praxi se velká část zdrojů elektrické energie blíží svými vlastnostmi ideálnímu zdroji napětí a jejich vnitřní odpor je v porovnání s odporem zátěže velmi malý. Tyto zdroje se nazývají zdroje napěťově tvrdé, protože při změnách zatěžovacího proudu se jejich výstupní napětí mění jen zanedbatelně, patří sem nabité akumulátory, stabilizátory napětí, rozvodná síť.

Zdroje, jejichž vnitřní odpor je mnohem větší než odpor zátěže a jejichž výstupní napětí se i při malých změnách proudu mění v širokém rozsahu, se nazývají zdroje napěťově měkké. Jsou to např. stabilizátory proudu, generátory signálů s velkým výstupním odporem.

Zatěžovacích charakteristiky různých typů zdrojů jsou uvedeny na obr. 4.

Obr. 4: Zatěžovací charakteristiky různých typů zdrojů

Příklad

Vypočítejte vnitřní odpor lineárního reálného zdroje, stanovte jeho napětí naprázdno, proud nakrátko a nakreslete zatěžovací charakteristiku, jestliže na jeho výstupních svorkách bylo voltmetrem V1 s vnitřním odporem Rv1 = 50 kΩ naměřeno napětí U1 = 9,6 V a voltmetrem V2 s vnitřním odporem Rv2 = 100 kΩ napětí U2 = 9,9 V [Ri = 3 226 Ώ, U0 = 10,22 V, Ik =0,0032 A ].

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 ideálního zdroje napětí, 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 ideálního zdroje proudu, 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. Zapojení reálného 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. Zatěžovací charakteristiky různých typů zdrojů, 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
Logolink