Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hradec Králové, Vocelova 1338, příspěvková organizace Registrační číslo projektu:

CZ.1.07/1.5.00/34.0245

Číslo DUM: Tematická oblast: Téma: Autor: Datum vytvoření:

VY_32_INOVACE_07_A_11 Stejnosměrný proud a Elektrochemie Charakteristika elektrického zdroje Ing.

Lukáš Nepokoj září 2012

Anotace

Materiál je určen pro 1. ročník studijního oboru MIEZ, předmětu ELEKTROTECHNIKA, inovuje výuku použitím multimediálních pomůcek – prezentace s názornými obrázky a schématy doplněných textem podporujícím výklad učitele.

Metodický pokyn

Materiál používá učitel při výkladu – pro větší názornost a atraktivnost výuky a zároveň jej mohou využívat žáci pro domácí přípravu na výuku.

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE

 Zdroj jako aktivní prvek dodává do obvodu energii spotřebovávanou v pasivních prvcích.

 Má vnitřní odpor R i . Při průchodu el. proudu vzniká na tomto odporu napětí, které je příčinou poklesu napětí na svorkách zdroje (U) vzhledem k napětí naprázdno (U 0 ).

3

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE

  Napětí, které vzniká na vnitřním odporu zdroje a způsobuje tak snížení svorkového napětí se považuje za úbytek napětí svorkové napětí zdroje se pak spočítá:

U



U

0  D

U i

D U i a Když jsou svorky zdroje rozpojeny, zdrojem proud neprotéká a napětí na svorkách je rovno napětí naprázdno.

4

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE



Náhradní napěťový zdroj

 u napěťového zdroje při stavu naprázdno neprotéká zdrojem proud a na jeho svorkách je napětí naprázdno, které při zatížení klesne o úbytek napětí na vnitřním odporu 5

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE



Náhradní napěťový zdroj

 v teorii nahrazujeme skutečný napěťový zdroj náhradním napěťovým zdrojem – sériovým spojením ideálního napěťového zdroje (s nulovým vnitřním odporem a konstantním vnitřním napětím) a vnitřního  odporu skutečného zdroje 6

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE



Náhradní napěťový zdroj

 náhradní zdroj má navenek stejné vlastnosti jako zdroj skutečný  u skutečného zdroje však nelze oddělit místo vzniku vnitřního napětí od vnitřního odporu 7

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE



Vnější charakteristika zdroje

 je to závislost svorkového napětí na zatěžovacím proudu  je-li vnitřní odpor zdroje konstantní, je napětí na něm úměrné proudu a vnější charakteristika je přímková -> lineární zdroj (teoretická idealizace skutečného zdroje) 8

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE

 zdroj s malým vnitřním odporem má malý úbytek napětí -> jeho svorkové napětí klesá jen málo se zatížením -> tvrdý zdroj  zdroj s velkým vnitřním odporem má velký úbytek napětí -> jeho svorkové napětí značně klesá se zatížením -> měkký zdroj 9

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE

 ideální napěťový zdroj s nulovým vnitřním odporem má konstantní napětí nezávislé na velikosti zatěžovacího proudu - vnější charakteristika je přímka rovnoběžná s osou proudu 10

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE



Základní provozní stavy napěťového zdroje

1. stav naprázdno

 svorky jsou rozpojeny, zdrojem neprotéká proud  na svorkách zdroje je napětí naprázdno, které je rovno vnitřnímu napětí zdroje

I U

 0 

U

0 

U i

11

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE



Základní provozní stavy napěťového zdroje

2. stav při zatížení

 na svorky je připojen spotřebič (R)

I



R i U



i R U



R



I



U i



R i



I



R R i



U i



R

12

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE



Základní provozní stavy napěťového zdroje

3. stav nakrátko

 svorky zdroje jsou spojeny nakrátko ideálním vodičem, svorkové napětí je nulové, zdrojem protéká proud nakrátko (největší možný proud zdroje)  většina zdrojů nevydrží účinky proudu nakrátko a proto bývají vybaveny různými ochranami

U

 0

I



I k



U i R i

13

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE

 OPAKOVÁNÍ: 1) Nakreslete a popište náhradní napěťový zdroj. ………………...................................................

2) Nakreslete a popište vnější charakteristiku zdroje.

…………………………………………………...........… 3) Co je to měkký a tvrdý zdroj?………………………… 4) Vyjmenujte a popište základní provozní stavy napěťového zdroje. .......................................................................

14

CHARAKTERISTIKA ELEKTRICKÉHO ZDROJE

 Vocabulary: voltage source – napěťový zdroj ideal voltage source – ideální napěťový zdroj internal resistance – vnitřní odpor load resistance – odporová zátěž short circuit – zkrat 15

Použité zdroje

 TKOTZ, Klaus a kol.

PŘÍRUČKA PRO ELEKTROTECHNIKA

.

Praha: Europa Sobotáles cz, s.r.o., 2006, ISBN 80-86706-13-3.

 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.

16