Fuente de campos electromagnéticos

Una fuente EMF ( una fuente de voltaje ideal ) es una red de dos terminales , cuyo voltaje en los terminales no depende de la corriente que fluye a través de la fuente y es igual a su EMF. La fem de la fuente se puede configurar como constante, como una función del tiempo o como una función de una acción de control externa. En el caso más simple, EMF se define como una constante, generalmente denotada por la letra . ${\ matemáticas {E}}$

Propiedades

Fuente de tensión ideal

El voltaje en los terminales de una fuente de voltaje ideal no depende de la carga . La corriente está determinada únicamente por la resistencia del circuito externo : $U={\mathcal {E}}={\text{const}}$ $R$

I={\frac{U}{R}}.

El modelo de fuente de tensión ideal se utiliza para representar componentes electrónicos reales como circuitos equivalentes. En realidad, la fuente de tensión ideal (fuente EMF) es una abstracción física, ya que cuando la resistencia de la carga tiende a cero, la corriente de salida y la potencia eléctrica aumentan indefinidamente, lo que contradice la naturaleza física de la fuente. $R\flecha derecha 0$

Fuente de tensión real

En realidad, cualquier fuente de voltaje tiene una resistencia interna . Cabe señalar que la resistencia interna es una propiedad exclusivamente constructiva de la fuente. El circuito equivalente de una fuente de voltaje real es una conexión en serie de una fuente ideal de fem y resistencia interna . $r$ ${\ matemáticas {E}}$ $r$

La Figura 3 muestra las características de carga de una fuente de voltaje ideal (línea azul) y una fuente de voltaje real (línea roja).

{\mathcal {E}}=U_{r}+U_{R},

dónde

U_{r}=I\cdot r,

- caída de tensión en la resistencia interna;

U_{R}=I\cdot R,

- caída de tensión en la carga.

En un cortocircuito , toda la potencia de la fuente de energía se disipa en su resistencia interna. En este caso, la corriente de cortocircuito será máxima. Conociendo el voltaje de circuito abierto y la corriente de cortocircuito, podemos calcular la resistencia interna de la fuente de voltaje: $R=0$ $Yo_{{{\text{sc))))$ $U_{{{\texto{xx))))$

r={\frac {U_{{{\text{xx}}}}}{I_{{{\text{sc}}}}}}.

Aplicación

Usando el modelo de fuente de voltaje, se describen bien las fuentes de corriente química , las baterías , las celdas galvánicas , los generadores de CC de colectores excitados en paralelo y las redes eléctricas domésticas para consumidores de baja potencia .

Se distingue entre fuente de tensión continua y alterna, así como fuente de tensión controlada por tensión (INUN) y fuente de tensión controlada por corriente (INUT).

Notación

Hay varias opciones para designar una fuente de tensión. La designación más común es (a). La opción (c) está establecida por GOST [1] e IEC [2] . La flecha en el círculo apunta al terminal positivo en la salida de la fuente. Al elegir una designación, se debe tener cuidado y utilizar explicaciones para evitar confusiones con las fuentes de corriente (b), que se designa como tal en el artículo “Fuente de alimentación”.

Definición de polos

Para determinar qué polo de la fuente de voltaje de CC es positivo y cuál es negativo, se utilizan "buscadores de polos" especiales, cuya acción se basa en el fenómeno de la electrólisis . El detector de campo es una ampolla de vidrio llena de solución de cloruro de sodio con adición de fenolftaleína . Los electrodos se insertan en la ampolla desde el exterior. Cuando se conecta una fuente de voltaje a los electrodos, comienza la electrólisis: se libera hidrógeno en el polo negativo y se forma un ambiente alcalino. Debido a la presencia de álcali, la fenolftaleína cambia de color - se vuelve roja, por el color rojo en el electrodo y se juzga que está conectada al polo negativo de la fuente de voltaje [3] .

Véase también

Notas

↑ GOST 2.721-74 Sistema unificado para documentación de diseño. Designaciones gráficas condicionales en esquemas. Designaciones para uso general.
↑ CEI 617-2:1996. Símbolos gráficos para diagramas. Parte 2: Elementos de símbolos, símbolos calificativos y otros símbolos de aplicación general.
↑ Libro de texto elemental de física / Ed. G. S. Landsberg . - 13ª ed.- M .: FIZMATLIT , 2003. - T. 2. Electricidad y magnetismo. - S. 151.152.465.

Literatura

Ingeniería Eléctrica: Proc. para universidades / A. S. Kasatkin, M. V. Nemtsov.- 7ma ed., Sr. - M.: Superior. escuela, 2003. - 542 p.: il. ISBN 5-06-003595-6
Bessonov L. A. Fundamentos teóricos de la ingeniería eléctrica. Circuitos electricos. - M. : Gardariki, 2002. - 638 p. — ISBN 5-8297-0026-3 .