Elemente de circuit. Surse de tensiune electromotoare. Surse de current.

Elemente de circuit. Surse de tensiune electromotoare. Surse de current.

Elemente de circuit

Se numeste circuit , un ansamblu de generatoare si receptoare, cu legatura conductoare intre ele.

Elementele unui circuit de curent continuu sunt  sursele de energie sau de tensiune electromotoare si rezistoarele electrice. Marimile care intervin sunt: tensiunea electromotoare (E), caderea de tensiune sau tensiunea electrica (U), intensitatea curentului electric (I), si puterea electrica (P). Rezistoarele sunt caracterizate prin parametrul R, numit rezistenta electrica.

Surse de tensiune electromotoare

Sursa ideala de tensiune electromotoare – este un element activ bipolar, prevazut cu doua borne, prin intermediul carora se leaga la circuit; bucurandu-se de proprietatea ca tensiunea la bornele sale este riguros constanta si ea nu depinde de valoarea curentului debitat, avand rezistenta interna nula. Cu alte cuvinte caracterul ideal al sursei se traduce prin faptul ca ea poate mentine la bornele sale o tensiune constanta, indiferent de valoarea rezistentei de sarcina RS,conectata la bornele sale (deci la orice valoare a curentului prin circuit). La intersectia caracteristicii cu dreapta de sarcina, se afla punctul M, ale carui coordonate vor caracteriza regimul de curent continuu al circuitului. Sursa ideala de tensiune si caracteristica ei sunt prezentate in figura 2.2a,b:

Sursa reala de tensiune electromotoare

In realitate, sursa ideala de tensiune nu poate exista, deoarece conform legii lui Ohm, cand rezistenta R devine zero, avem i , deci puterea (p=u i) , devine infinita, lucru care intr-o situatie reala nu este posibil.

Din acest motiv generatorul real , reprezentat in figura 2.3,a, trebuie sa cuprinda in serie cu cel ideal o rezistenta R_i (rezistenta interioara), care limiteaza curentul la o valoare finita.

Conform legii lui Ohm, avem:          

Tensiunea la bornele sursei reale de tensiune este data de relatia: u_b = E - i R_i = E - Du; unde Du = R_i i este caderea interna de tensiune , pe rezistenta R_i . Caracteristica sursei reale rezulta ca in figura 2.3,b.

Intersectia caracteristicii sursei reale de tensiune cu axele de coordonate se face in punctele:

- punctul de mers in gol, cu coordonatele I = 0 si u_b = U₀ = E;

- punctul de mers in scurtcircuit, cu coordonatele I = I_SC = E/R_I si u_b = 0. Curentul de scurtcircuit I_SC este mult mai mare decat curentul nominal al sursei reale, putand duce la distrugerea sursei . Deci in cazul sursei reale , tensiunea la borne depinde de curentul stabilit prin circuit, caracteristica sursei reale apropiindu-se de caracteristica sursei ideale cu atat mai mult cu cat rezistenta interna R_i , este mai mica.

Sursa ideala de curent – este un element activ bipolar, care se bucura de prorietatea ca intensitatea curentului debitat este riguros constanta si ea nu depinde de valoarea tensiunii la borne. Sau cu alte cuvinte sursa ideala de curent se caracterizeaza prin faptul ca va putea mentine in circuit un curent constant indiferent de valoarea rezistentei de sarcina RS. Sursa ideala de curent si caracteristica sa sunt reprezentate in figura 2.4 a,b.

Sursa reala de curent In practica nu poate exista o sursa ideala de curent deoarece,conform legii lui Ohm, (u = i R), la mers in gol , R = , rezulta u si ar debita o putere (p = u i) infinita. Din acest motiv, sursa reala de curent cuprinde in paralel cu cea ideala o rezistenta R_ic (rezistenta interioara), conform schemei din figura 2.5 a, iar caracteristica  sa devine cea din figura 2.5 b.

Caracteristica sursei de curent reale, , se apropie de caracteristica ideala cu atat mai mult cu cat rezistenta interna R_i ,este mai mare.

Intersectia caracteristicii sursei reale de curent cu axele de coordonate se face in punctele:

- punctul de mers in gol, cu coordonatele: i = 0 si u = U₀ = R_ic I_s;

- punctul de mers in scurtcircuit, cu coordonatele: i = I_SC = I_S si u = 0.