Sursa actuala

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 30 aprilie 2021; verificarea necesită 1 editare .

Sursa de curent (în teoria circuitelor electrice ) - un element, rețea cu două terminale , puterea curentului prin care nu depinde de tensiunea la bornele sale (poli). Sunt folosiți și termenii generator de curent și sursă ideală de curent .

Sursa de curent este utilizată ca un model simplu al unor surse reale de energie electrică sau ca parte a unor modele mai complexe de surse reale care conțin alte elemente electrice. Trebuie remarcat faptul că caracteristicile electrice ale surselor reale pot fi apropiate de proprietățile unei surse de curent sau opusul acesteia - o sursă de tensiune .

În inginerie electrică , o sursă de curent este orice sursă de energie electrică.

Proprietăți

Sursa curentă ideală

Puterea curentului care curge printr-o sursă ideală de curent este întotdeauna aceeași prin definiție:

I = \text{const}

Tensiunea la bornele unei surse de curent ideale ( a nu se confunda cu o sursă reală! ) depinde doar de rezistența sarcinii conectate la aceasta: $R$

U=I\cdot R

Puterea dată de sursa de curent sarcinii:

P = I^2 \cdot R

Deoarece curentul printr-o sursă ideală de curent este întotdeauna același, tensiunea la bornele acesteia și puterea transmisă de aceasta către sarcină cresc cu creșterea rezistenței la sarcină, atingând valori infinite în limită.

Sursă reală

Într-o aproximare liniară, orice sursă de curent reală (a nu se confunda cu sursa de curent descrisă mai sus - modelul!) Sau orice altă rețea cu două terminale poate fi reprezentată ca model care conține cel puțin două elemente: o sursă ideală și rezistență internă. (conductivitate). Unul dintre cele mai simple modele - modelul Thévenin - conține o sursă EMF conectată în serie cu o rezistență, iar celălalt, opus, modelul Norton, o sursă de curent conectată în paralel cu conductivitatea (adică un rezistor ideal, ale căror proprietăţi sunt de obicei caracterizate de valoarea conductibilităţii). În consecință, o sursă reală într-o aproximare liniară poate fi descrisă folosind doi parametri: EMF -ul sursei de tensiune (sau curentul sursei de curent) și rezistența internă (sau conductivitatea internă ). ${\mathcal {E}}$ $eu$ $r$ $y = 1/r$

Se poate demonstra că o sursă de curent reală cu rezistență internă este echivalentă cu o sursă EMF reală cu rezistență internă și EMF . $r$ $r$ $\mathcal{E} = I \cdot r$

Tensiunea la bornele unei surse de curent real este

U_{\text{out}} = I \frac{R \cdot r}{R + r} = I \frac{R}{1 + R/r}.

Curentul din circuit este

I_{\text{out}} = I \frac{r}{R + r} = I \frac{1}{1 + R/r}.

Puterea dată de o sursă de curent real către rețea este egală cu

P_{\text{out}} = I^2 \frac{R}{\left(1 + R/r \right)^2}.

Generatoarele de curent real au diverse limitări (de exemplu, asupra tensiunii la ieșire), precum și dependențe neliniare de condițiile externe. În special, generatoarele de curent real creează curent electric numai într-un anumit interval de tensiuni, al cărui prag superior depinde de tensiunea de alimentare a sursei. Astfel, sursele reale de curent au limite de sarcină.

Exemple

Sursa de curent este un inductor , prin care curentul a trecut de la o sursă externă, pentru o perioadă de timp ( ) $t \ll L/R$ după ce sursa a fost oprită. Aceasta explică scânteia contactelor în timpul deconectării rapide a sarcinii inductive: dorința de a menține curentul cu o creștere bruscă a rezistenței (apariția unui spațiu de aer) duce la o creștere bruscă a tensiunii dintre contacte și la defecțiune . a decalajului.

Înfășurarea secundară a unui transformator de curent , a cărei înfășurare primară este conectată în serie cu o linie de curent alternativ puternică , poate fi considerată o sursă aproape ideală de curent alternativ. Prin urmare, deschiderea circuitului secundar al transformatorului de curent este inacceptabilă. În schimb, dacă este necesară reconectarea circuitului de înfășurare secundară (fără a deconecta linia), această înfășurare este în prealabil manevrată .

Aplicație

Sursele de curent sunt utilizate pe scară largă în circuitele analogice , de exemplu, pentru a alimenta punțile de măsurare , pentru a alimenta treptele de amplificator diferențial , în special amplificatoarele operaționale .

Conceptul de generator de curent este folosit pentru a reprezenta componente electronice reale ca circuite echivalente . Pentru a descrie elementele active, pentru acestea sunt introduse circuite echivalente care conțin generatoare controlate:

Sursă de curent controlată de tensiune (ITUN). Este folosit în principal pentru tranzistoarele cu efect de câmp și tuburile cu vid .
Sursă de curent controlată de curent (ITUT). Este folosit, de regulă, pentru tranzistoarele bipolare .

În circuitul oglindă de curent (Figura 2), curentul de sarcină din ramura dreaptă este setat egal cu curentul de referință din ramura din stânga, astfel încât în raport cu sarcina R2 , acest circuit acționează ca o sursă de curent.

Notație

Există diferite opțiuni pentru desemnarea sursei curente. Cele mai comune denumiri sunt (a) și (b). Opțiunea (c) este stabilită de GOST [1] și IEC [2] . Săgeata din cerc indică direcția pozitivă a curentului din circuit la ieșirea sursei. Opțiunile (d) și (e) se găsesc în literatura străină. Atunci când alegeți o denumire, trebuie să fiți atenți și să folosiți explicații pentru a evita confuzia cu sursele de tensiune .

Note

↑ GOST 2.721-74 Sistem unificat pentru documentația de proiectare. Denumirile grafice condiționate în scheme. Denumiri de uz general.
↑ IEC 617-2:1996. Simboluri grafice pentru diagrame — Partea 2: Elemente de simbol, simboluri de calificare și alte simboluri cu aplicație generală

Vezi și

Literatură

Bessonov L.A. Bazele teoretice ale ingineriei electrice. Circuite electrice. - M . : Gardariki, 2002. - 638 p. — ISBN 5-8297-0026-3 .