Вопрос 2. Источники электрической энергии

Рассмотрим простейшую электрическую цепь.

Для поддержания постоянного тока в цепи на участке 1-2 в нее включен источник электрической энергии, внутри которого действуют сторонние силы. Действие сторонних сил характеризуется ЭДС 1Дж/1Кл =1 В.

В работе источника электрической энергии различают режимы:

1. Рабочий режим. Энергия источника расходуется на работу приемников электрической энергии. При этом говорят о КПД работы источника:

2. Режим холостого хода. В отсутствии нагрузки источник работает на холостом ходу, а напряжение на его полюсах равно ЭДС источника тока. Для приблизительного измерения ЭДС источника с помощью вольтметра, вольтметр подключают к клеммам ненагруженного источника.

3. Режим короткого замыкания. Если к клеммам источника подключить проводник, сопротивление которого значительно меньше внутреннего сопротивления источника, то сила тока во внешней цепи достигнет максимального значения, называемого током короткого замыкания:

Таким образом определяют максимальную силу тока для данного источника тока.

Источники тока могут соединяться в батареи.

Последовательное соединение применяют в том случае, когда внешнее сопротивление , тогда батарея может дать силу тока в раз больше, чем ток от одного источника.

Параллельное соединение источников применяют тогда, когда нужно получить источник тока с малым внутренним сопротивлением или когда для нормальной работы потребителя электроэнергии в цепи должен протекать разрядный ток больший, чем допустимый разрядный ток одного источника.

В рабочем режиме источника тока для всей цепи выполняется баланс мощностей: