Википедия

Внутреннее сопротивление

Вну́треннее сопротивле́ние двухполюсника — импеданс в эквивалентной схеме двухполюсника, состоящей из последовательно включённых генератора напряжения и импеданса (см. рисунок). Понятие применяется в теории цепей при замене реального источника идеальными элементами, то есть при переходе к эквивалентной схеме.

image
Двухполюсник и его эквивалентная схема

Введение

Необходимость введения термина можно проиллюстрировать следующим примером. Сравним два химических источника постоянного тока с одинаковым напряжением:

  • Автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор с напряжением 12 вольт и ёмкостью 55 А·ч.
  • Батарея из 8 гальванических элементов, например, типоразмера АА, соединенных последовательно. Суммарное напряжение такой батареи также 12 вольт, ёмкость значительно меньше — примерно 1 А·ч.

Несмотря на одинаковое напряжение, эти источники значительно отличаются при работе на одинаковую нагрузку. Так, автомобильный аккумулятор способен отдать в нагрузку большой ток (от аккумулятора заводится двигатель автомобиля, при этом стартер потребляет ток порядка 250 А), а от батареи элементов стартер вообще не станет вращаться, так как напряжение батареи при подключении к зажимам стартера упадёт до долей вольта. Дело не в относительно небольшой электрической ёмкости батареек: запасённой в ней энергии и заряде в один ампер-час хватило бы для того, чтобы вращать стартер в течение 14 секунд (при токе 250 А).

В соответствии с законом Ома в источниках с одинаковым напряжением ток в одинаковой нагрузке также должен быть одинаковым. В приведённом примере это не выполняется потому, что утверждение верно только для идеальных источников ЭДС; реальные же источники в той или иной степени отличаются от идеальных. Для описания степени отличия реальных источников от идеальных применяется понятие внутреннее сопротивление.

Эквивалентная схема активного двухполюсника

Реальные активные двухполюсники хорошо описываются математически, если их рассматривать как эквивалентную схему, состоящую из (см. рисунок) последовательно включённых генератора напряжения и сопротивления (в общем случае — импеданса). Генератор напряжения представляет собственно источник энергии, находящийся в этом двухполюснике. Идеальный генератор мог бы отдать в нагрузку сколь угодно большие мощность и ток. Однако сопротивление, включённое последовательно с генератором, ограничивает мощность, которую данный двухполюсник может отдать в нагрузку. Это эквивалентное сопротивление и называется внутренним сопротивлением. Оно является лишь параметром абстрактной модели двухполюсника, то есть физического «резистора» как электронного компонента внутри двухполюсников обычно нет.

Формально, в реальных гальванических элементах это внутреннее сопротивление можно идентифицировать физически. Это суммарное сопротивление плюсового стержня (углерода, стали), самого корпуса (цинка и никеля), а также самого электролита (соли) и поглотителя водорода (в солевых элементах). Все эти материалы, как и поверхности раздела между ними, имеют конечное сопротивление, отличное от нуля.

В иных источниках это омическое сопротивление обусловлено сопротивлением обмоток и контактов, которое включено последовательно с собственно внутренним сопротивлением источника и снижают характеристики источников напряжения.

Контактные разности потенциалов имеют иную природу возникновения напряжения и являются неомическими, то есть здесь затраты энергии идут на работу выхода носителей заряда.

Сопротивление и внутреннее сопротивление

Основной характеристикой абстрактного двухполюсника является его внутреннее сопротивление (или, иначе, импеданс). Однако, описать двухполюсник одним только сопротивлением не всегда возможно. Дело в том, что термин сопротивление примени́м только для чисто пассивных элементов, то есть, не содержащих в себе источников энергии. Если двухполюсник содержит источник энергии, то понятие «сопротивление» к нему просто не применимо, поскольку закон Ома в формулировке U=I·r не выполняется.

Таким образом, для двухполюсников, содержащих источники (то есть генераторы напряжения и генераторы тока) необходимо говорить именно о внутреннем сопротивлении (или импедансе). Если же двухполюсник не содержит источников, то «внутреннее сопротивление» для такого двухполюсника означает то же самое, что и просто «сопротивление».

Родственные термины

Если в какой-либо системе можно выделить вход и/или выход (пара электрических контактов), то часто употребляют следующие термины:

  • Входное сопротивление, часто входной импеданс, — внутреннее сопротивление, проявляемое этой парой контактов как двухполюсника, которым является вход системы
  • Выходное сопротивление, часто выходной импеданс, — внутреннее сопротивление, проявляемое этой парой контактов как двухполюсника, которым является выход системы.

Физические принципы

Несмотря на то, что на эквивалентной схеме внутреннее сопротивление представлено как один пассивный элемент (причём активное сопротивление, то есть резистор в нём присутствует обязательно), внутреннее сопротивление не обязательно сосредоточено в каком-либо одном элементе. Двухполюсник лишь внешне ведёт себя так, словно в нём имеется сосредоточенный внутренний импеданс и генератор напряжения. В действительности же, внутреннее сопротивление является внешним проявлением совокупности физических эффектов:

  • Если в двухполюснике имеется только источник энергии без какой-либо электрической схемы (например, гальванический элемент), то внутреннее сопротивление носит чисто активный характер (в низкочастотных цепях), и оно обусловлено физическими эффектами, которые не позволяют мощности, отдаваемой этим источником в нагрузку, превысить определённый предел. Наиболее простой пример такого эффекта — ненулевое сопротивление проводников электрической цепи. Но, как правило, наибольший вклад в ограничение мощности вносят эффекты неэлектрической природы. Так, например, в химическом источнике мощность может быть ограничена площадью соприкосновения участвующих в реакции веществ, в генераторе гидроэлектростанции — ограниченным напором воды и т. д.
  • В случае двухполюсника, содержащего внутри электрическую схему, внутреннее сопротивление «рассредоточено» в элементах схемы (в дополнение к перечисленным выше механизмам в источнике).

Отсюда также следуют некоторые особенности внутреннего сопротивления:

  • Внутреннее сопротивление невозможно убрать из двухполюсника
  • Внутреннее сопротивление не является стабильной величиной: оно может изменяться при изменении каких-либо внешних (нагрузка, ток) и внутренних (нагрев, истощение реагентов) условий.

Влияние внутреннего сопротивления на свойства двухполюсника

Эффект внутреннего сопротивления является неотъемлемым свойством любого активного двухполюсника. Основной результат наличия внутреннего сопротивления — это ограничение электрической мощности, которую можно получить в нагрузке, питаемой от этого двухполюсника.

Если к источнику с ЭДС генератора напряжения E и активным внутренним сопротивлением r подключена нагрузка с сопротивлением R, то ток, напряжение и мощность в нагрузке выражаются следующим образом:

Нахождение внутреннего сопротивления

Расчёт

Понятие расчёт применимо к схеме (но не к реальному устройству). Расчёт приведён для случая чисто активного внутреннего сопротивления (отличия реактивного сопротивления будут рассмотрены далее).

Примечание: Строго говоря, любой реальный импеданс (в том числе и внутреннее сопротивление) обладает некоторой реактивной составляющей, поскольку любой проводник имеет паразитную индуктивность и ёмкость. Когда мы говорим о чисто активном сопротивлении, то имеем в виду не реальную систему, а её эквивалентную схему, содержащую только резисторы: реактивность была отброшена как несущественная при переходе от реального устройства к его эквивалентной схеме. Если же реактивность существенна при рассмотрении реального устройства (например, при рассмотрении системы на высоких частотах), то эквивалентная схема составляется с учётом этой реактивности. Более подробно смотри в статье «Эквивалентная схема».

Пусть, имеется двухполюсник, который может быть описан приведённой выше эквивалентной схемой. Двухполюсник обладает двумя неизвестными параметрами, которые необходимо найти:

  • ЭДС генератора напряжения U
  • Внутреннее сопротивление r

В общем случае, для определения двух неизвестных необходимо сделать два измерения: измерить напряжение на выходе двухполюсника (то есть разность потенциалов Uout = φ2 − φ1) при двух различных токах нагрузки. Тогда неизвестные параметры можно найти из системы уравнений:

где Uout1 — выходное напряжение при токе I1, Uout2 — выходное напряжение при токе I2. Решая систему уравнений, находим искомые неизвестные:

Обычно для вычисления внутреннего сопротивления используется более простая методика: находится напряжение в режиме холостого хода и ток в режиме короткого замыкания двухполюсника. В этом случае система (Напряжения) записывается следующим образом:

где Uoc — выходное напряжение в режиме холостого хода (англ. open circuit), то есть при нулевом токе нагрузки; Isc — ток нагрузки в режиме короткого замыкания (англ. short circuit), то есть при нагрузке с нулевым сопротивлением. Здесь учтено, что выходной ток в режиме холостого хода и выходное напряжение в режиме короткого замыкания равны нулю. Из последних уравнений сразу же получаем:

Таким образом, чтобы рассчитать внутреннее сопротивление и ЭДС эквивалентного генератора для двухполюсника, электрическая схема которого известна, необходимо:

  • Рассчитать выходное напряжение двухполюсника в режиме холостого хода
  • Рассчитать выходной ток двухполюсника в режиме короткого замыкания
  • На основании полученных значений найти r и U по формуле (ВнутрСопр).

Измерение

Понятие измерение применимо к реальному устройству (но не к схеме). Непосредственное измерение омметром невозможно, поскольку нельзя подключить щупы прибора к выводам внутреннего сопротивления. Поэтому необходимо косвенное измерение, которое принципиально не отличается от расчёта — также необходимы напряжения на нагрузке при двух различных значениях тока. Однако воспользоваться упрощённой формулой (2) не всегда возможно, поскольку не каждый реальный двухполюсник допускает работу в режиме короткого замыкания.

Иногда применяется следующий простой способ измерения, не требующий вычислений:

  • Измеряется напряжение холостого хода
  • В качестве нагрузки подключается переменный резистор и его сопротивление подбирается таким образом, чтобы напряжение на нём составило половину от напряжения холостого хода.

После описанных процедур сопротивление резистора нагрузки необходимо измерить омметром — оно будет равно внутреннему сопротивлению двухполюсника.

Какой бы способ измерения ни использовался, следует опасаться перегрузки двухполюсника чрезмерным током, то есть ток не должен превышать максимально допустимого значениях для данного двухполюсника.

Реактивное внутреннее сопротивление

Если эквивалентная схема двухполюсника содержит реактивные элементы — конденсаторы и/или катушки индуктивности, то расчет реактивного внутреннего сопротивления выполняется также, как и активного, но вместо сопротивлений резисторов берутся комплексные импедансы элементов, входящих в схему, а вместо напряжений и токов — их комплексные амплитуды, то есть расчет производится методом комплексных амплитуд.

Измерение реактивного внутреннего сопротивления имеет некоторые особенности, поскольку оно является комплекснозначной функцией, а не скалярным значением:

  • Можно искать различные параметры комплексного значения: модуль, аргумент, только вещественную или мнимую часть, а также комплексное число полностью. Соответственно, методика измерений будет зависеть от того, что хотим получить.
  • Любой из перечисленных параметров зависит от частоты. Теоретически, чтобы получить путём измерения полную информацию о реактивном внутреннем сопротивлении, необходимо снять зависимость от частоты, то есть провести измерения на всех частотах, которые может генерировать источник данного двухполюсника.

Измерение сопротивления петли фаза-нуль

image
Результат измерения сопротивления петли фаза-нуль в розетке бытовой электросети

Частным случаем измерения внутреннего сопротивления является измерение сопротивления петли фаза-нуль в электроустановках. Двухполюсником в этом случае является пара проводников электроустановки: фазный и рабочий нулевой проводники или два фазных проводника. На фотографии показан результат такого измерения в розетке бытовой электросети напряжением 220 вольт:

  • активная составляющая: 0,49 Ом
  • реактивная составляющая: 0,09 Ом
  • модуль полного сопротивления: 0,5 Ом
  • ожидаемый ток короткого замыкания: 440 А

Прибор находит внутреннее сопротивление путём косвенного измерения методом падения напряжения на нагрузочном сопротивлении. Этот метод рекомендуется к использованию в приложении D ГОСТ Р 50571.16-99. Метод описывается приведённой выше формулой (ОбщийСлучай) при I1=0.

Результат измерения считается удовлетворительным, если ожидаемый ток короткого замыкания достаточно велик для надежного срабатывания аппарата, защищающего эту цепь от сверхтока.

Применение

В большинстве случаев следует говорить не о применении внутреннего сопротивления, а об учете его негативного влияния, поскольку внутреннее сопротивление является скорее негативным эффектом. Тем не менее, в некоторых системах наличие внутреннего сопротивления с номинальным значением является просто необходимым.

Упрощение эквивалентных схем

Представление двухполюсника как совокупность генератора напряжения и внутреннего сопротивления является наиболее простой и часто используемой эквивалентной схемой двухполюсника.

Согласование источника и нагрузки

Согласование источника и нагрузки — это выбор соотношения сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника с целью достижения заданных свойств полученной системы (как правило, стараются достичь максимального значения какого-либо параметра для данного источника). Наиболее часто используются следующие типы согласования:

  • Согласование по напряжению — получение в нагрузке максимального напряжения. Для этого сопротивление нагрузки должно быть как можно бо́льшим, по крайней мере, много больше, чем внутреннее сопротивление источника. Другими словами, двухполюсник должен быть в режиме холостого хода. При этом максимально достижимое в нагрузке напряжение равно ЭДС генератора напряжения E. Данный тип согласования применяется в электронных системах, когда носителем сигнала является напряжение, и его необходимо передать от источника к нагрузке с минимальными потерями.
  • Согласование по току — получение в нагрузке максимального тока. Для этого сопротивление нагрузки должно быть как можно меньшим, по крайней мере, много меньше, чем внутреннее сопротивление источника. Другими словами, двухполюсник должен быть в режиме короткого замыкания. При этом максимально достижимый в нагрузке ток равен Imax=E/r. Применяется в электронных системах, когда носителем сигнала является ток. Например, при съеме сигнала с быстродействующего фотодиода целесообразно применять преобразователь ток-напряжение с минимальным входным сопротивлением. Малое входное сопротивление также решает проблему заужения полосы из-за паразитного RC-фильтра.
  • Согласование по мощности — обеспечивает получение в нагрузке (что эквивалентно отбору от источника) максимально возможной мощности, равной Pmax=E²/(4r). В цепях постоянного тока: сопротивление нагрузки должно быть равно внутреннему сопротивлению r источника. В цепях переменного тока (в общем случае): импеданс нагрузки должен быть комплексно сопряженным внутреннему импедансу источника.
  • Согласование по волновому сопротивлению — получение максимального коэффициента бегущей волны в линии передачи (в СВЧ технике и теории длинных линий). То же самое, что и согласование по мощности, но применительно к длинным линиям. Волновое сопротивление нагрузки должно быть равно внутреннему сопротивлению r. В СВЧ технике применяется практически всегда. Чаще всего термин согласованная нагрузка используется именно в этом смысле.

Согласование по току и мощности следует использовать с осторожностью, так как есть опасность перегрузить источник.

Понижение высоких напряжений

Иногда к источнику электропитания искусственно добавляют внешнее балластное сопротивление, соединённое последовательно с нагрузкой (оно суммируется с внутренним сопротивлением источника) для того, чтобы понизить получаемое от него напряжение, либо ограничить величину тока, отдаваемого в нагрузку. Однако добавление резистора в качестве дополнительного сопротивления (так называемый гасящий резистор) во многих случаях неприемлемо, так как ведёт к бесполезному выделению значительной мощности на нём. Чтобы не расходовать энергию впустую и не решать проблему охлаждения дополнительного сопротивления, в системах переменного тока используют реактивные гасящие импедансы. На основе гасящего конденсатора может быть построен . Аналогично, при помощи ёмкостного отвода от высоковольтной ЛЭП можно получить небольшие напряжения для питания каких-либо автономных устройств. Индуктивный балласт широко применяется для ограничения тока в цепи газоразрядных люминесцентных ламп.

Минимизация шума

При усилении слабых сигналов часто возникает задача минимизации шума, вносимого усилителем в сигнал. Для этого используются специальные малошумящие усилители, которые могут быть как низкоомные, например, на биполярных транзисторах, так и высокоомными на полевых транзисторах, однако спроектированы они таким образом, что наименьший коэффициент шума достигается лишь при полном согласовании выходного сопротивления источника сигнала и входного сопротивления самого усилителя. Например, если источник сигнала обладает меньшим выходным сопротивлением (например, микрофон с выходным сопротивлением 30 Ом), то следует применить между источником и усилителем повышающий трансформатор, который повысит выходное сопротивление (а также напряжение сигнала) до необходимого значения.

Ограничения

Понятие внутреннего сопротивления вводится через эквивалентную схему, поэтому имеют силу те же ограничения, что и для применимости эквивалентных схем.

Примеры

Значения внутреннего сопротивления относительны: то, что считается малым, например, для гальванического элемента, является очень большим для мощного аккумулятора. Ниже приведены примеры двухполюсников и значения их внутреннего сопротивления r. Тривиальные случаи двухполюсников без источников оговорены особо.

Малое внутреннее сопротивление

  • Нулевым внутренним сопротивлением обладает только идеальный генератор напряжения. Если также рассматривать двухполюсники без источников, то сверхпроводящее тоже имеет нулевое внутреннее сопротивление (до величины токов, вызывающих потерю сверхпроводимости). Генератор со сверхпроводящей обмоткой при не слишком больших частотах и небольших токах также имеет активное внутреннее сопротивление, весьма близкое к нулю (индуктивный импеданс при определенных условиях может быть тоже довольно невелик).
  • Автомобильная свинцово-кислотная стартерная аккумуляторная батарея имеет r около 0,01 Ом (порядка 10 миллиом, ). Благодаря столь низкому внутреннему сопротивлению ток, отдаваемый батареей при запуске двигателя, достигает 250 ампер и более (для легковых автомобилей).
  • Бытовая сеть электроснабжения переменного тока в жилых помещениях имеет r от десятых долей Ом до 1 Ом и более (зависит от качества ). Высокое сопротивление соответствует плохой проводке: при подключении мощных нагрузок (например, утюга) напряжение падает, при этом заметно уменьшается яркость ламп освещения, подключенных к той же ветви сети. Повышается пожароопасность, поскольку на сопротивлении проводов выделяется значительная мощность. И наоборот, в хорошей сети с низким сопротивлением напряжение падает от допустимых нагрузок лишь незначительно. Ток при коротком замыкании в хорошей бытовой электросети достигает нескольких сотен ампер.
  • Используя отрицательную обратную связь в электронных схемах, можно искусственно создавать источники, обладающие (при определённых условиях) очень низким внутренним сопротивлением. Такими свойствами обладают современные электронные стабилизаторы напряжения. Например, интегральный стабилизатор напряжения 7805 (выходное напряжение 5 В) имеет типичное выходное сопротивление менее 0,0009 Ома. Однако это вовсе не означает, что такой стабилизатор может отдать в нагрузку ток до 5500 А или мощность до 13 кВт при правильном согласовании. Характеристики стабилизатора нормированы только для рабочего диапазона токов, то есть в данном примере до 1,5 А. При превышении этого значения сработает защита, и стабилизатор отключится (при других конструкциях защиты ток ограничивается, а не отключается полностью).

Большое внутреннее сопротивление

Обычно двухполюсники с большим внутренним сопротивлением — это различного рода датчики, источники сигналов и т. п. Типичная задача при работе с такими устройствами — снятие с них сигнала без потерь из-за неправильного согласования. Для достижения хорошего согласования по напряжению сигнал с такого двухполюсника должен сниматься устройством, имеющим ещё большее входное сопротивление (как правило, сигнал с высокоомного источника снимается при помощи буферного усилителя).

  • Бесконечным внутренним сопротивлением обладает только идеальный источник тока. Если также рассматривать двухполюсники без источников, то простой разрыв цепи (два вывода, ничем не соединённые) тоже имеет бесконечное внутреннее сопротивление.
  • Конденсаторные микрофоны, пьезоэлектрические и пироэлектрические датчики, а также все остальные «конденсаторо-подобные» устройства имеют реактивное внутреннее сопротивление, модуль которого может достигать десятков и сотен мегаом. Поэтому такие источники требуют обязательного использования буферного усилителя для достижения согласования по напряжению. Конденсаторные микрофоны, как правило, уже содержат встроенный буферный усилитель, собранный на полевом транзисторе.
  • Для измерения электрических потенциалов внутри живых клеток применяются электроды, представляющие собой стеклянный капилляр, заполненный проводящей жидкостью. Толщина такого проводника может быть порядка сотен ангстрем. Вследствие чрезвычайно малой толщины проводника такой «двухполюсник» (клетка с присоединёнными электродами) имеет внутреннее сопротивление порядка 100 мегаом. Высокое сопротивление и малое напряжение делают измерение напряжений внутри клетки непростой задачей.

Отрицательное внутреннее сопротивление

Существуют двухполюсники, внутреннее сопротивление которых имеет отрицательное значение. В обычном активном сопротивлении происходит диссипация энергии, в реактивном сопротивлении энергия запасается, а затем выделяется обратно в источник. Особенность отрицательного сопротивления в том, что оно само является источником энергии. Поэтому отрицательное сопротивление в чистом виде не встречается, оно может быть только имитировано электронной схемой, которая обязательно содержит источник энергии. Отрицательное внутреннее сопротивление может быть получено в схемах путём использования:

  • обратной связи
  • элементов с отрицательным дифференциальным сопротивлением, например, туннельных диодов

Системы с отрицательным сопротивлением потенциально неустойчивы и поэтому могут быть использованы для построения автогенераторов.

См. также

  • Входной импеданс антенны

Ссылки

  • Что такое внутреннее сопротивление аккумулятора?

Литература

  • Зернов Н. В., Карпов В.Г. Теория радиотехнических цепей. — М. — Л.: Энергия, 1965. — 892 с.
  • Джонс М. Х. Электроника — практический курс. — М.: Техносфера, 2006. — 512 с. ISBN 5-94836-086-5
  • Tildon H. Glisson. Introduction to Circuit Analysis and Design. — Springer, 2011. — P. 768. — ISBN 9789048194421.

Примечания

  1. Импеданс является обобщением понятия сопротивление для случая реактивных элементов. Более подробно смотри в статье Электрический импеданс
  2. Применять закон Ома в такой формулировке к двухполюсникам с внутренними источниками некорректно, необходимо учитывать источники: U=Ir+ΣUint, где ΣUint — алгебраическая сумма ЭДС внутренних источников.
  3. Отсутствие источников выражается в том, что напряжение на выводах двухполюсника при отсутствии нагрузки равно нулю. Сюда же относится случай, когда источники есть, но не влияют на выходное напряжение («никуда не подключены»).
  4. Реза Ф., Сили С.Современный анализ электрических цепей Энергия, M.-Л., 1964 г., 480 с. с черт.
  5. Исключение составляют случаи применения стабилизаторов компенсационного типа. Например, двухполюсник, содержащий батарею и ОУ, на некотором участке ВАХ может иметь как сколь угодно малое, так и отрицательное выходное сопротивление — до тех пор, пока избытка энергии в батарее хватает для компенсации.
  6. То же самое, что и напряжение
  7. 7.6. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ В ЦЕПЯХ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА. Дата обращения: 6 апреля 2014. Архивировано 12 апреля 2013 года.
  8. Тем не менее, гасящие резисторы широко применяются для ограничения пускового тока тяговых электродвигателей постоянного тока на электротранспорте.
  9. Изменение выходного напряжения не более 1,3 мВ в диапазоне выходных токов 0,005÷1,5 А. В более узком диапазоне токов 0,25÷0,75 А типичное выходное сопротивление ещё меньше — 0,0003 ома.
  10. В рабочем диапазоне частот

Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Внутреннее сопротивление, Что такое Внутреннее сопротивление? Что означает Внутреннее сопротивление?

Vnu trennee soprotivle nie dvuhpolyusnika impedans v ekvivalentnoj sheme dvuhpolyusnika sostoyashej iz posledovatelno vklyuchyonnyh generatora napryazheniya i impedansa sm risunok Ponyatie primenyaetsya v teorii cepej pri zamene realnogo istochnika idealnymi elementami to est pri perehode k ekvivalentnoj sheme Dvuhpolyusnik i ego ekvivalentnaya shemaVvedenieNeobhodimost vvedeniya termina mozhno proillyustrirovat sleduyushim primerom Sravnim dva himicheskih istochnika postoyannogo toka s odinakovym napryazheniem Avtomobilnyj svincovo kislotnyj akkumulyator s napryazheniem 12 volt i yomkostyu 55 A ch Batareya iz 8 galvanicheskih elementov naprimer tiporazmera AA soedinennyh posledovatelno Summarnoe napryazhenie takoj batarei takzhe 12 volt yomkost znachitelno menshe primerno 1 A ch Nesmotrya na odinakovoe napryazhenie eti istochniki znachitelno otlichayutsya pri rabote na odinakovuyu nagruzku Tak avtomobilnyj akkumulyator sposoben otdat v nagruzku bolshoj tok ot akkumulyatora zavoditsya dvigatel avtomobilya pri etom starter potreblyaet tok poryadka 250 A a ot batarei elementov starter voobshe ne stanet vrashatsya tak kak napryazhenie batarei pri podklyuchenii k zazhimam startera upadyot do dolej volta Delo ne v otnositelno nebolshoj elektricheskoj yomkosti batareek zapasyonnoj v nej energii i zaryade v odin amper chas hvatilo by dlya togo chtoby vrashat starter v techenie 14 sekund pri toke 250 A V sootvetstvii s zakonom Oma v istochnikah s odinakovym napryazheniem tok v odinakovoj nagruzke takzhe dolzhen byt odinakovym V privedyonnom primere eto ne vypolnyaetsya potomu chto utverzhdenie verno tolko dlya idealnyh istochnikov EDS realnye zhe istochniki v toj ili inoj stepeni otlichayutsya ot idealnyh Dlya opisaniya stepeni otlichiya realnyh istochnikov ot idealnyh primenyaetsya ponyatie vnutrennee soprotivlenie Ekvivalentnaya shema aktivnogo dvuhpolyusnikaRealnye aktivnye dvuhpolyusniki horosho opisyvayutsya matematicheski esli ih rassmatrivat kak ekvivalentnuyu shemu sostoyashuyu iz sm risunok posledovatelno vklyuchyonnyh generatora napryazheniya i soprotivleniya v obshem sluchae impedansa Generator napryazheniya predstavlyaet sobstvenno istochnik energii nahodyashijsya v etom dvuhpolyusnike Idealnyj generator mog by otdat v nagruzku skol ugodno bolshie moshnost i tok Odnako soprotivlenie vklyuchyonnoe posledovatelno s generatorom ogranichivaet moshnost kotoruyu dannyj dvuhpolyusnik mozhet otdat v nagruzku Eto ekvivalentnoe soprotivlenie i nazyvaetsya vnutrennim soprotivleniem Ono yavlyaetsya lish parametrom abstraktnoj modeli dvuhpolyusnika to est fizicheskogo rezistora kak elektronnogo komponenta vnutri dvuhpolyusnikov obychno net Formalno v realnyh galvanicheskih elementah eto vnutrennee soprotivlenie mozhno identificirovat fizicheski Eto summarnoe soprotivlenie plyusovogo sterzhnya ugleroda stali samogo korpusa cinka i nikelya a takzhe samogo elektrolita soli i poglotitelya vodoroda v solevyh elementah Vse eti materialy kak i poverhnosti razdela mezhdu nimi imeyut konechnoe soprotivlenie otlichnoe ot nulya V inyh istochnikah eto omicheskoe soprotivlenie obuslovleno soprotivleniem obmotok i kontaktov kotoroe vklyucheno posledovatelno s sobstvenno vnutrennim soprotivleniem istochnika i snizhayut harakteristiki istochnikov napryazheniya Kontaktnye raznosti potencialov imeyut inuyu prirodu vozniknoveniya napryazheniya i yavlyayutsya neomicheskimi to est zdes zatraty energii idut na rabotu vyhoda nositelej zaryada Soprotivlenie i vnutrennee soprotivlenieOsnovnoj harakteristikoj abstraktnogo dvuhpolyusnika yavlyaetsya ego vnutrennee soprotivlenie ili inache impedans Odnako opisat dvuhpolyusnik odnim tolko soprotivleniem ne vsegda vozmozhno Delo v tom chto termin soprotivlenie primeni m tolko dlya chisto passivnyh elementov to est ne soderzhashih v sebe istochnikov energii Esli dvuhpolyusnik soderzhit istochnik energii to ponyatie soprotivlenie k nemu prosto ne primenimo poskolku zakon Oma v formulirovke U I r ne vypolnyaetsya Takim obrazom dlya dvuhpolyusnikov soderzhashih istochniki to est generatory napryazheniya i generatory toka neobhodimo govorit imenno o vnutrennem soprotivlenii ili impedanse Esli zhe dvuhpolyusnik ne soderzhit istochnikov to vnutrennee soprotivlenie dlya takogo dvuhpolyusnika oznachaet to zhe samoe chto i prosto soprotivlenie Rodstvennye terminyEsli v kakoj libo sisteme mozhno vydelit vhod i ili vyhod para elektricheskih kontaktov to chasto upotreblyayut sleduyushie terminy Vhodnoe soprotivlenie chasto vhodnoj impedans vnutrennee soprotivlenie proyavlyaemoe etoj paroj kontaktov kak dvuhpolyusnika kotorym yavlyaetsya vhod sistemy Vyhodnoe soprotivlenie chasto vyhodnoj impedans vnutrennee soprotivlenie proyavlyaemoe etoj paroj kontaktov kak dvuhpolyusnika kotorym yavlyaetsya vyhod sistemy Fizicheskie principyNesmotrya na to chto na ekvivalentnoj sheme vnutrennee soprotivlenie predstavleno kak odin passivnyj element prichyom aktivnoe soprotivlenie to est rezistor v nyom prisutstvuet obyazatelno vnutrennee soprotivlenie ne obyazatelno sosredotocheno v kakom libo odnom elemente Dvuhpolyusnik lish vneshne vedyot sebya tak slovno v nyom imeetsya sosredotochennyj vnutrennij impedans i generator napryazheniya V dejstvitelnosti zhe vnutrennee soprotivlenie yavlyaetsya vneshnim proyavleniem sovokupnosti fizicheskih effektov Esli v dvuhpolyusnike imeetsya tolko istochnik energii bez kakoj libo elektricheskoj shemy naprimer galvanicheskij element to vnutrennee soprotivlenie nosit chisto aktivnyj harakter v nizkochastotnyh cepyah i ono obuslovleno fizicheskimi effektami kotorye ne pozvolyayut moshnosti otdavaemoj etim istochnikom v nagruzku prevysit opredelyonnyj predel Naibolee prostoj primer takogo effekta nenulevoe soprotivlenie provodnikov elektricheskoj cepi No kak pravilo naibolshij vklad v ogranichenie moshnosti vnosyat effekty neelektricheskoj prirody Tak naprimer v himicheskom istochnike moshnost mozhet byt ogranichena ploshadyu soprikosnoveniya uchastvuyushih v reakcii veshestv v generatore gidroelektrostancii ogranichennym naporom vody i t d V sluchae dvuhpolyusnika soderzhashego vnutri elektricheskuyu shemu vnutrennee soprotivlenie rassredotocheno v elementah shemy v dopolnenie k perechislennym vyshe mehanizmam v istochnike Otsyuda takzhe sleduyut nekotorye osobennosti vnutrennego soprotivleniya Vnutrennee soprotivlenie nevozmozhno ubrat iz dvuhpolyusnika Vnutrennee soprotivlenie ne yavlyaetsya stabilnoj velichinoj ono mozhet izmenyatsya pri izmenenii kakih libo vneshnih nagruzka tok i vnutrennih nagrev istoshenie reagentov uslovij Vliyanie vnutrennego soprotivleniya na svojstva dvuhpolyusnikaEffekt vnutrennego soprotivleniya yavlyaetsya neotemlemym svojstvom lyubogo aktivnogo dvuhpolyusnika Osnovnoj rezultat nalichiya vnutrennego soprotivleniya eto ogranichenie elektricheskoj moshnosti kotoruyu mozhno poluchit v nagruzke pitaemoj ot etogo dvuhpolyusnika Esli k istochniku s EDS generatora napryazheniya E i aktivnym vnutrennim soprotivleniem r podklyuchena nagruzka s soprotivleniem R to tok napryazhenie i moshnost v nagruzke vyrazhayutsya sleduyushim obrazom I Er R UR Er RR PR E2 r R 2R displaystyle I frac E r R quad U R frac E r R R quad P R frac E 2 r R 2 R Nahozhdenie vnutrennego soprotivleniyaRaschyot Ponyatie raschyot primenimo k sheme no ne k realnomu ustrojstvu Raschyot privedyon dlya sluchaya chisto aktivnogo vnutrennego soprotivleniya otlichiya reaktivnogo soprotivleniya budut rassmotreny dalee Primechanie Strogo govorya lyuboj realnyj impedans v tom chisle i vnutrennee soprotivlenie obladaet nekotoroj reaktivnoj sostavlyayushej poskolku lyuboj provodnik imeet parazitnuyu induktivnost i yomkost Kogda my govorim o chisto aktivnom soprotivlenii to imeem v vidu ne realnuyu sistemu a eyo ekvivalentnuyu shemu soderzhashuyu tolko rezistory reaktivnost byla otbroshena kak nesushestvennaya pri perehode ot realnogo ustrojstva k ego ekvivalentnoj sheme Esli zhe reaktivnost sushestvenna pri rassmotrenii realnogo ustrojstva naprimer pri rassmotrenii sistemy na vysokih chastotah to ekvivalentnaya shema sostavlyaetsya s uchyotom etoj reaktivnosti Bolee podrobno smotri v state Ekvivalentnaya shema Pust imeetsya dvuhpolyusnik kotoryj mozhet byt opisan privedyonnoj vyshe ekvivalentnoj shemoj Dvuhpolyusnik obladaet dvumya neizvestnymi parametrami kotorye neobhodimo najti EDS generatora napryazheniya U Vnutrennee soprotivlenie r V obshem sluchae dlya opredeleniya dvuh neizvestnyh neobhodimo sdelat dva izmereniya izmerit napryazhenie na vyhode dvuhpolyusnika to est raznost potencialov Uout f2 f1 pri dvuh razlichnyh tokah nagruzki Togda neizvestnye parametry mozhno najti iz sistemy uravnenij Uout1 U rI1Uout2 U rI2 displaystyle begin matrix U out1 U rI 1 U out2 U rI 2 end matrix Napryazheniya gde Uout1 vyhodnoe napryazhenie pri toke I1 Uout2 vyhodnoe napryazhenie pri toke I2 Reshaya sistemu uravnenij nahodim iskomye neizvestnye r Uout1 Uout2I2 I1 U Uout1 I1Uout1 Uout2I2 I1 Uout1 I1r displaystyle r frac U out1 U out2 I 2 I 1 quad U U out1 I 1 frac U out1 U out2 I 2 I 1 U out1 I 1 r ObshijSluchaj Obychno dlya vychisleniya vnutrennego soprotivleniya ispolzuetsya bolee prostaya metodika nahoditsya napryazhenie v rezhime holostogo hoda i tok v rezhime korotkogo zamykaniya dvuhpolyusnika V etom sluchae sistema Napryazheniya zapisyvaetsya sleduyushim obrazom Uoc U 00 U rIsc displaystyle begin matrix U oc U 0 0 U rI sc end matrix gde Uoc vyhodnoe napryazhenie v rezhime holostogo hoda angl open circuit to est pri nulevom toke nagruzki Isc tok nagruzki v rezhime korotkogo zamykaniya angl short circuit to est pri nagruzke s nulevym soprotivleniem Zdes uchteno chto vyhodnoj tok v rezhime holostogo hoda i vyhodnoe napryazhenie v rezhime korotkogo zamykaniya ravny nulyu Iz poslednih uravnenij srazu zhe poluchaem r UocIsc U Uoc displaystyle r frac U oc I sc quad U U oc VnutrSopr Takim obrazom chtoby rasschitat vnutrennee soprotivlenie i EDS ekvivalentnogo generatora dlya dvuhpolyusnika elektricheskaya shema kotorogo izvestna neobhodimo Rasschitat vyhodnoe napryazhenie dvuhpolyusnika v rezhime holostogo hoda Rasschitat vyhodnoj tok dvuhpolyusnika v rezhime korotkogo zamykaniya Na osnovanii poluchennyh znachenij najti r i U po formule VnutrSopr Izmerenie Ponyatie izmerenie primenimo k realnomu ustrojstvu no ne k sheme Neposredstvennoe izmerenie ommetrom nevozmozhno poskolku nelzya podklyuchit shupy pribora k vyvodam vnutrennego soprotivleniya Poetomu neobhodimo kosvennoe izmerenie kotoroe principialno ne otlichaetsya ot raschyota takzhe neobhodimy napryazheniya na nagruzke pri dvuh razlichnyh znacheniyah toka Odnako vospolzovatsya uproshyonnoj formuloj 2 ne vsegda vozmozhno poskolku ne kazhdyj realnyj dvuhpolyusnik dopuskaet rabotu v rezhime korotkogo zamykaniya Inogda primenyaetsya sleduyushij prostoj sposob izmereniya ne trebuyushij vychislenij Izmeryaetsya napryazhenie holostogo hoda V kachestve nagruzki podklyuchaetsya peremennyj rezistor i ego soprotivlenie podbiraetsya takim obrazom chtoby napryazhenie na nyom sostavilo polovinu ot napryazheniya holostogo hoda Posle opisannyh procedur soprotivlenie rezistora nagruzki neobhodimo izmerit ommetrom ono budet ravno vnutrennemu soprotivleniyu dvuhpolyusnika Kakoj by sposob izmereniya ni ispolzovalsya sleduet opasatsya peregruzki dvuhpolyusnika chrezmernym tokom to est tok ne dolzhen prevyshat maksimalno dopustimogo znacheniyah dlya dannogo dvuhpolyusnika Reaktivnoe vnutrennee soprotivlenie Esli ekvivalentnaya shema dvuhpolyusnika soderzhit reaktivnye elementy kondensatory i ili katushki induktivnosti to raschet reaktivnogo vnutrennego soprotivleniya vypolnyaetsya takzhe kak i aktivnogo no vmesto soprotivlenij rezistorov berutsya kompleksnye impedansy elementov vhodyashih v shemu a vmesto napryazhenij i tokov ih kompleksnye amplitudy to est raschet proizvoditsya metodom kompleksnyh amplitud Izmerenie reaktivnogo vnutrennego soprotivleniya imeet nekotorye osobennosti poskolku ono yavlyaetsya kompleksnoznachnoj funkciej a ne skalyarnym znacheniem Mozhno iskat razlichnye parametry kompleksnogo znacheniya modul argument tolko veshestvennuyu ili mnimuyu chast a takzhe kompleksnoe chislo polnostyu Sootvetstvenno metodika izmerenij budet zaviset ot togo chto hotim poluchit Lyuboj iz perechislennyh parametrov zavisit ot chastoty Teoreticheski chtoby poluchit putyom izmereniya polnuyu informaciyu o reaktivnom vnutrennem soprotivlenii neobhodimo snyat zavisimost ot chastoty to est provesti izmereniya na vseh chastotah kotorye mozhet generirovat istochnik dannogo dvuhpolyusnika Izmerenie soprotivleniya petli faza nul Rezultat izmereniya soprotivleniya petli faza nul v rozetke bytovoj elektroseti Chastnym sluchaem izmereniya vnutrennego soprotivleniya yavlyaetsya izmerenie soprotivleniya petli faza nul v elektroustanovkah Dvuhpolyusnikom v etom sluchae yavlyaetsya para provodnikov elektroustanovki faznyj i rabochij nulevoj provodniki ili dva faznyh provodnika Na fotografii pokazan rezultat takogo izmereniya v rozetke bytovoj elektroseti napryazheniem 220 volt aktivnaya sostavlyayushaya 0 49 Om reaktivnaya sostavlyayushaya 0 09 Om modul polnogo soprotivleniya 0 5 Om ozhidaemyj tok korotkogo zamykaniya 440 A Pribor nahodit vnutrennee soprotivlenie putyom kosvennogo izmereniya metodom padeniya napryazheniya na nagruzochnom soprotivlenii Etot metod rekomenduetsya k ispolzovaniyu v prilozhenii D GOST R 50571 16 99 Metod opisyvaetsya privedyonnoj vyshe formuloj ObshijSluchaj pri I1 0 Rezultat izmereniya schitaetsya udovletvoritelnym esli ozhidaemyj tok korotkogo zamykaniya dostatochno velik dlya nadezhnogo srabatyvaniya apparata zashishayushego etu cep ot sverhtoka PrimenenieV bolshinstve sluchaev sleduet govorit ne o primenenii vnutrennego soprotivleniya a ob uchete ego negativnogo vliyaniya poskolku vnutrennee soprotivlenie yavlyaetsya skoree negativnym effektom Tem ne menee v nekotoryh sistemah nalichie vnutrennego soprotivleniya s nominalnym znacheniem yavlyaetsya prosto neobhodimym Uproshenie ekvivalentnyh shem Osnovnaya statya Ekvivalentnaya shema Predstavlenie dvuhpolyusnika kak sovokupnost generatora napryazheniya i vnutrennego soprotivleniya yavlyaetsya naibolee prostoj i chasto ispolzuemoj ekvivalentnoj shemoj dvuhpolyusnika Soglasovanie istochnika i nagruzki Soglasovanie istochnika i nagruzki eto vybor sootnosheniya soprotivleniya nagruzki i vnutrennego soprotivleniya istochnika s celyu dostizheniya zadannyh svojstv poluchennoj sistemy kak pravilo starayutsya dostich maksimalnogo znacheniya kakogo libo parametra dlya dannogo istochnika Naibolee chasto ispolzuyutsya sleduyushie tipy soglasovaniya Soglasovanie po napryazheniyu poluchenie v nagruzke maksimalnogo napryazheniya Dlya etogo soprotivlenie nagruzki dolzhno byt kak mozhno bo lshim po krajnej mere mnogo bolshe chem vnutrennee soprotivlenie istochnika Drugimi slovami dvuhpolyusnik dolzhen byt v rezhime holostogo hoda Pri etom maksimalno dostizhimoe v nagruzke napryazhenie ravno EDS generatora napryazheniya E Dannyj tip soglasovaniya primenyaetsya v elektronnyh sistemah kogda nositelem signala yavlyaetsya napryazhenie i ego neobhodimo peredat ot istochnika k nagruzke s minimalnymi poteryami Soglasovanie po toku poluchenie v nagruzke maksimalnogo toka Dlya etogo soprotivlenie nagruzki dolzhno byt kak mozhno menshim po krajnej mere mnogo menshe chem vnutrennee soprotivlenie istochnika Drugimi slovami dvuhpolyusnik dolzhen byt v rezhime korotkogo zamykaniya Pri etom maksimalno dostizhimyj v nagruzke tok raven Imax E r Primenyaetsya v elektronnyh sistemah kogda nositelem signala yavlyaetsya tok Naprimer pri seme signala s bystrodejstvuyushego fotodioda celesoobrazno primenyat preobrazovatel tok napryazhenie s minimalnym vhodnym soprotivleniem Maloe vhodnoe soprotivlenie takzhe reshaet problemu zauzheniya polosy iz za parazitnogo RC filtra Soglasovanie po moshnosti obespechivaet poluchenie v nagruzke chto ekvivalentno otboru ot istochnika maksimalno vozmozhnoj moshnosti ravnoj Pmax E 4r V cepyah postoyannogo toka soprotivlenie nagruzki dolzhno byt ravno vnutrennemu soprotivleniyu r istochnika V cepyah peremennogo toka v obshem sluchae impedans nagruzki dolzhen byt kompleksno sopryazhennym vnutrennemu impedansu istochnika Soglasovanie po volnovomu soprotivleniyu poluchenie maksimalnogo koefficienta begushej volny v linii peredachi v SVCh tehnike i teorii dlinnyh linij To zhe samoe chto i soglasovanie po moshnosti no primenitelno k dlinnym liniyam Volnovoe soprotivlenie nagruzki dolzhno byt ravno vnutrennemu soprotivleniyu r V SVCh tehnike primenyaetsya prakticheski vsegda Chashe vsego termin soglasovannaya nagruzka ispolzuetsya imenno v etom smysle Soglasovanie po toku i moshnosti sleduet ispolzovat s ostorozhnostyu tak kak est opasnost peregruzit istochnik Ponizhenie vysokih napryazhenij Osnovnaya statya Ballast elektrotehnika Inogda k istochniku elektropitaniya iskusstvenno dobavlyayut vneshnee ballastnoe soprotivlenie soedinyonnoe posledovatelno s nagruzkoj ono summiruetsya s vnutrennim soprotivleniem istochnika dlya togo chtoby ponizit poluchaemoe ot nego napryazhenie libo ogranichit velichinu toka otdavaemogo v nagruzku Odnako dobavlenie rezistora v kachestve dopolnitelnogo soprotivleniya tak nazyvaemyj gasyashij rezistor vo mnogih sluchayah nepriemlemo tak kak vedyot k bespoleznomu vydeleniyu znachitelnoj moshnosti na nyom Chtoby ne rashodovat energiyu vpustuyu i ne reshat problemu ohlazhdeniya dopolnitelnogo soprotivleniya v sistemah peremennogo toka ispolzuyut reaktivnye gasyashie impedansy Na osnove gasyashego kondensatora mozhet byt postroen Analogichno pri pomoshi yomkostnogo otvoda ot vysokovoltnoj LEP mozhno poluchit nebolshie napryazheniya dlya pitaniya kakih libo avtonomnyh ustrojstv Induktivnyj ballast shiroko primenyaetsya dlya ogranicheniya toka v cepi gazorazryadnyh lyuminescentnyh lamp Minimizaciya shuma Pri usilenii slabyh signalov chasto voznikaet zadacha minimizacii shuma vnosimogo usilitelem v signal Dlya etogo ispolzuyutsya specialnye maloshumyashie usiliteli kotorye mogut byt kak nizkoomnye naprimer na bipolyarnyh tranzistorah tak i vysokoomnymi na polevyh tranzistorah odnako sproektirovany oni takim obrazom chto naimenshij koefficient shuma dostigaetsya lish pri polnom soglasovanii vyhodnogo soprotivleniya istochnika signala i vhodnogo soprotivleniya samogo usilitelya Naprimer esli istochnik signala obladaet menshim vyhodnym soprotivleniem naprimer mikrofon s vyhodnym soprotivleniem 30 Om to sleduet primenit mezhdu istochnikom i usilitelem povyshayushij transformator kotoryj povysit vyhodnoe soprotivlenie a takzhe napryazhenie signala do neobhodimogo znacheniya OgranicheniyaPonyatie vnutrennego soprotivleniya vvoditsya cherez ekvivalentnuyu shemu poetomu imeyut silu te zhe ogranicheniya chto i dlya primenimosti ekvivalentnyh shem PrimeryZnacheniya vnutrennego soprotivleniya otnositelny to chto schitaetsya malym naprimer dlya galvanicheskogo elementa yavlyaetsya ochen bolshim dlya moshnogo akkumulyatora Nizhe privedeny primery dvuhpolyusnikov i znacheniya ih vnutrennego soprotivleniya r Trivialnye sluchai dvuhpolyusnikov bez istochnikov ogovoreny osobo Maloe vnutrennee soprotivlenie Nulevym vnutrennim soprotivleniem obladaet tolko idealnyj generator napryazheniya Esli takzhe rassmatrivat dvuhpolyusniki bez istochnikov to sverhprovodyashee tozhe imeet nulevoe vnutrennee soprotivlenie do velichiny tokov vyzyvayushih poteryu sverhprovodimosti Generator so sverhprovodyashej obmotkoj pri ne slishkom bolshih chastotah i nebolshih tokah takzhe imeet aktivnoe vnutrennee soprotivlenie vesma blizkoe k nulyu induktivnyj impedans pri opredelennyh usloviyah mozhet byt tozhe dovolno nevelik Avtomobilnaya svincovo kislotnaya starternaya akkumulyatornaya batareya imeet r okolo 0 01 Om poryadka 10 milliom mW Blagodarya stol nizkomu vnutrennemu soprotivleniyu tok otdavaemyj batareej pri zapuske dvigatelya dostigaet 250 amper i bolee dlya legkovyh avtomobilej Bytovaya set elektrosnabzheniya peremennogo toka v zhilyh pomesheniyah imeet r ot desyatyh dolej Om do 1 Om i bolee zavisit ot kachestva Vysokoe soprotivlenie sootvetstvuet plohoj provodke pri podklyuchenii moshnyh nagruzok naprimer utyuga napryazhenie padaet pri etom zametno umenshaetsya yarkost lamp osvesheniya podklyuchennyh k toj zhe vetvi seti Povyshaetsya pozharoopasnost poskolku na soprotivlenii provodov vydelyaetsya znachitelnaya moshnost I naoborot v horoshej seti s nizkim soprotivleniem napryazhenie padaet ot dopustimyh nagruzok lish neznachitelno Tok pri korotkom zamykanii v horoshej bytovoj elektroseti dostigaet neskolkih soten amper Ispolzuya otricatelnuyu obratnuyu svyaz v elektronnyh shemah mozhno iskusstvenno sozdavat istochniki obladayushie pri opredelyonnyh usloviyah ochen nizkim vnutrennim soprotivleniem Takimi svojstvami obladayut sovremennye elektronnye stabilizatory napryazheniya Naprimer integralnyj stabilizator napryazheniya 7805 vyhodnoe napryazhenie 5 V imeet tipichnoe vyhodnoe soprotivlenie menee 0 0009 Oma Odnako eto vovse ne oznachaet chto takoj stabilizator mozhet otdat v nagruzku tok do 5500 A ili moshnost do 13 kVt pri pravilnom soglasovanii Harakteristiki stabilizatora normirovany tolko dlya rabochego diapazona tokov to est v dannom primere do 1 5 A Pri prevyshenii etogo znacheniya srabotaet zashita i stabilizator otklyuchitsya pri drugih konstrukciyah zashity tok ogranichivaetsya a ne otklyuchaetsya polnostyu Bolshoe vnutrennee soprotivlenie Obychno dvuhpolyusniki s bolshim vnutrennim soprotivleniem eto razlichnogo roda datchiki istochniki signalov i t p Tipichnaya zadacha pri rabote s takimi ustrojstvami snyatie s nih signala bez poter iz za nepravilnogo soglasovaniya Dlya dostizheniya horoshego soglasovaniya po napryazheniyu signal s takogo dvuhpolyusnika dolzhen snimatsya ustrojstvom imeyushim eshyo bolshee vhodnoe soprotivlenie kak pravilo signal s vysokoomnogo istochnika snimaetsya pri pomoshi bufernogo usilitelya Beskonechnym vnutrennim soprotivleniem obladaet tolko idealnyj istochnik toka Esli takzhe rassmatrivat dvuhpolyusniki bez istochnikov to prostoj razryv cepi dva vyvoda nichem ne soedinyonnye tozhe imeet beskonechnoe vnutrennee soprotivlenie Kondensatornye mikrofony pezoelektricheskie i piroelektricheskie datchiki a takzhe vse ostalnye kondensatoro podobnye ustrojstva imeyut reaktivnoe vnutrennee soprotivlenie modul kotorogo mozhet dostigat desyatkov i soten megaom Poetomu takie istochniki trebuyut obyazatelnogo ispolzovaniya bufernogo usilitelya dlya dostizheniya soglasovaniya po napryazheniyu Kondensatornye mikrofony kak pravilo uzhe soderzhat vstroennyj bufernyj usilitel sobrannyj na polevom tranzistore Dlya izmereniya elektricheskih potencialov vnutri zhivyh kletok primenyayutsya elektrody predstavlyayushie soboj steklyannyj kapillyar zapolnennyj provodyashej zhidkostyu Tolshina takogo provodnika mozhet byt poryadka soten angstrem Vsledstvie chrezvychajno maloj tolshiny provodnika takoj dvuhpolyusnik kletka s prisoedinyonnymi elektrodami imeet vnutrennee soprotivlenie poryadka 100 megaom Vysokoe soprotivlenie i maloe napryazhenie delayut izmerenie napryazhenij vnutri kletki neprostoj zadachej Otricatelnoe vnutrennee soprotivlenie Sushestvuyut dvuhpolyusniki vnutrennee soprotivlenie kotoryh imeet otricatelnoe znachenie V obychnom aktivnom soprotivlenii proishodit dissipaciya energii v reaktivnom soprotivlenii energiya zapasaetsya a zatem vydelyaetsya obratno v istochnik Osobennost otricatelnogo soprotivleniya v tom chto ono samo yavlyaetsya istochnikom energii Poetomu otricatelnoe soprotivlenie v chistom vide ne vstrechaetsya ono mozhet byt tolko imitirovano elektronnoj shemoj kotoraya obyazatelno soderzhit istochnik energii Otricatelnoe vnutrennee soprotivlenie mozhet byt polucheno v shemah putyom ispolzovaniya obratnoj svyazi elementov s otricatelnym differencialnym soprotivleniem naprimer tunnelnyh diodov Sistemy s otricatelnym soprotivleniem potencialno neustojchivy i poetomu mogut byt ispolzovany dlya postroeniya avtogeneratorov Sm takzheVhodnoj impedans antennySsylkiChto takoe vnutrennee soprotivlenie akkumulyatora LiteraturaZernov N V Karpov V G Teoriya radiotehnicheskih cepej M L Energiya 1965 892 s Dzhons M H Elektronika prakticheskij kurs M Tehnosfera 2006 512 s ISBN 5 94836 086 5 Tildon H Glisson Introduction to Circuit Analysis and Design Springer 2011 P 768 ISBN 9789048194421 PrimechaniyaImpedans yavlyaetsya obobsheniem ponyatiya soprotivlenie dlya sluchaya reaktivnyh elementov Bolee podrobno smotri v state Elektricheskij impedans Primenyat zakon Oma v takoj formulirovke k dvuhpolyusnikam s vnutrennimi istochnikami nekorrektno neobhodimo uchityvat istochniki U Ir SUint gde SUint algebraicheskaya summa EDS vnutrennih istochnikov Otsutstvie istochnikov vyrazhaetsya v tom chto napryazhenie na vyvodah dvuhpolyusnika pri otsutstvii nagruzki ravno nulyu Syuda zhe otnositsya sluchaj kogda istochniki est no ne vliyayut na vyhodnoe napryazhenie nikuda ne podklyucheny Reza F Sili S Sovremennyj analiz elektricheskih cepej Energiya M L 1964 g 480 s s chert Isklyuchenie sostavlyayut sluchai primeneniya stabilizatorov kompensacionnogo tipa Naprimer dvuhpolyusnik soderzhashij batareyu i OU na nekotorom uchastke VAH mozhet imet kak skol ugodno maloe tak i otricatelnoe vyhodnoe soprotivlenie do teh por poka izbytka energii v bataree hvataet dlya kompensacii To zhe samoe chto i napryazhenie 7 6 ENERGETIChESKIE SOOTNOShENIYa V CEPYaH SINUSOIDALNOGO TOKA neopr Data obrasheniya 6 aprelya 2014 Arhivirovano 12 aprelya 2013 goda Tem ne menee gasyashie rezistory shiroko primenyayutsya dlya ogranicheniya puskovogo toka tyagovyh elektrodvigatelej postoyannogo toka na elektrotransporte Izmenenie vyhodnogo napryazheniya ne bolee 1 3 mV v diapazone vyhodnyh tokov 0 005 1 5 A V bolee uzkom diapazone tokov 0 25 0 75 A tipichnoe vyhodnoe soprotivlenie eshyo menshe 0 0003 oma V rabochem diapazone chastot V state est spisok istochnikov no ne hvataet snosok Bez snosok slozhno opredelit iz kakogo istochnika vzyato kazhdoe otdelnoe utverzhdenie Vy mozhete uluchshit statyu prostaviv snoski na istochniki podtverzhdayushie informaciyu Svedeniya bez snosok mogut byt udaleny 3 noyabrya 2013

NiNa.Az

NiNa.Az - Абсолютно бесплатная система, которая делится для вас информацией и контентом 24 часа в сутки.
Взгляните
Закрыто