energii mechanicznej



energię

elektromagnetyczną
prądnice

generator piezoelektryczny

generator Van de Graffa

Mechaniczne źródła

Siła elektromotoryczna indukcji
elektromagnetycznej

Prawo Indukci

Faradaya

dt

d

E







Prądnica jest urządzeniem, w którym występuje
zamiana

energii mechanicznej

na

energię elektryczną

.

Chemiczne źródła -

ogniwa galwaniczne:

Daniela

CU -H

2

SO

4

- Zn

E = 0,95 - 1,04 V

Westona

Hg - Hg

2

SO

4

- Cd E = 1,0181 V

Leclanche’go C - NH

4

Cl - Zn E = 1,53 V

akumulatory

ogniwa paliwowe

Siła elektromotoryczna złącza

Gdy dwa różne ciała połączymy ze sobą, np.:
dwa

różne metale lub dwa półprzewodniki lub metal i

półprzewodnik, to na złączu powstanie małą
różnica

potencjałów - siła elektromotoryczna E rzędu
kilku

miliwoltów.

Ta siła elektromotoryczna zależ od
temperatury



2

- 

1

= E =

E(T)

efekt
fotowoltaiczny

Fotoogniwa

Termoogniwa

zjawisko Seebecka

generator magnetohydrodynamiczny

ogniwa słoneczne

Źródła napięcia i źródła prądu

W przyrodzie panuje

zasada zachowania

energii

.

Wszelkie

źródła napięcia

i

źródła prądu

przetwarzają na energię
elektromagnetyczną inne

rodzaje

energii

.

Sprawność przetwarzania jest zawsze
mniejsza od jedności, w niektórych
przypadkach nie przekracza

15  20 %

.

Energię

( W ) określamy jako zdolność

do

wykonania

pracy

.

W

przypadku

zjawisk

elektromagnetycznych

definiujemy

elektryczną

energię

potencjalną

przypadającą na jednostkę

ładunku

i

nazywamy

ją

potencjałem elektrycznym

.

Energia

może się zmieniać albo na

sposób

pracy

albo na sposób

ciepła

.

E = L +

Q

Energia elektromagnetyczna

Praca

wykonana przez prąd elektryczny jest równa

zmianie elektrycznej energii potencjalnej czyli
zmianie

potencjału elektrycznego

pomnożonemu

przez

całkowity przepływający ładunek

.

Q

)

(

W

1

2











U

1

2























dt

i

Q

t

i

Q

dt

dQ

i

t

Q

i

W = U i t

Jednostką energii elektromagnetycznej jest

Wh

,

k

Wh

.

Praca

wykonana przez

prąd

elektryczny

przypadająca na

jednostkę czasu

nazywamy

mocą prądu

.

Moc

i

U

t

t

i

U

t

W

P













P = U i

Jednotką mocy prądu elektrycznego jest

W

.

Źródła napięcia i źródła prądu

R

ob

R=

R=
0

Obwód

aktywn

y

Obwód

aktywn

y

Obwód

aktywn

y

stan

obciążenia

stan

jałowy

stan

zwarcia



2

- 

1

= U



2

- 

1

= E



2

- 

1

= 0

napięci

e

U

sem

= E

siła

elektromotorycz

na

prąd

zwarcia

J

Charakterystyki napięciowo - prądowe

U

i

U

i

E

E =
const

J

J

=

c

o

n

s

t

Charakterystyki napięciowo - prądowe idealnego źródła

Charakterystyki napięciowo - prądowe rzeczywistego źródła

J

U

i

J

E

U

i

E

R

z

Obwód

aktywn

y

U

o

Twierdzenie Thevenina

Dany

obwód aktywny

, widziany od strony pary

zacisków,

można zastąpić przez równoważny mu schemat

zawierający jedno

źródło idealne

napięcia i

szeregowo

połączony

opornik.

R

z

R

w

E

U

I

z

=

Obwód

aktywn

y

U

o

U

o

U

o

I

z

R

z

Obwód

aktywn

y

U

o

U

o

U

o

I

z

R

z

Obwód pasywny

U

o

I

z

R

z

R

w

Dany obwód aktywny badany od strony pary
zacisków,

jest równoważny gałęzi aktywnej składającej się ze
źródła

idealnego o sile elektromotorycznej

E

oraz

szeregowo

połączonego opornika o rezystencji:

J

E

R

w



Twierdzenie Nortona

Dany

obwód aktywny

, widziany od strony pary

zacisków,

można zastąpić przez równoważny mu schemat

zawierający jedno

źródło idealne

prądu i

równolegle

połączny

konduktacji:

I

z

G

z

J

U

I

w

G

w

=

G

z

Obwód

aktywn

y

J

E

J

G

w



R

z

R

w

E

U

Rzeczywiste źródło

napięcia

J

E

R

w



E = I

z

R

w

+ I

z

R

z

=

I

z

R

w

+ U











 







z

z

w

I

J

1

1

E

I

R

E

U

U

i

E

E =
const

U

R

w

I

I

z

J

U

Rzeczywiste źródło prądu

E

J

G

w



I

w

G

w

J = I

w

+ I

z

= U( G

w

+

G

z

)

U

G

J

I

w

z















 



U

E

1

1

J

I

z

G

z

U

i

J

J

=

c

o

n

s

t

G

w

U

I

z

R

z

R

w

E

U

I

z

G

z

J

U

I

w

G

w

=

I

z

Sprawność źródeł: napięcia i

prądu

E = R

w

J

G

w

= 1 /

R

w

G

z

= 1 / R

z

Moc pobierana przez
odbiornik:

P

z

= I

z

U = R

z

I

z

2

= G

z

U

2

Moc wytwarzana przez źródło napięcia:

P

u

= (R

w

+ R

z

) I

z

2

= E

I

z

R

z

R

w

E

U

I

z

Moc pobierana przez
odbiornik:

P

z

= I

ż

U = R

z

I

z

2

Moc wytwarzana przez źródło napięcia:

P

u

= (R

w

+ R

z

) I

z

2

sprawność źródła napięcia:

z

w

z

u

z

u

R

R

R

P

P









Źródło napięcia

I

z

G

z

J

U

I

w

G

w

Moc pobierana przez
odbiornik:

P

z

= I

ż

U = G

z

U

2

Moc wytwarzana przez źródło
prądu:

P

i

= (G

w

+ G

z

) U

2

sprawność źródła
prądu:

z

w

w

z

w

z

i

z

i

R

R

R

G

G

G

P

P













1

u

i









Źródło prądu



u



i

R

z

/R

w



Sprawność źródła

Dopasowanie odbiornika do

źródła

Jeżeli moc pobierana przez odbiornik ze

źródła napięcia lub prądu osiąga
maksymalną

wartość, to mówimy o

dopasowaniu

odbiornika do źródła

.

P

z

= R

z

I

z

2

2

R

/

R

R

/

R

1

R

E

R

R

E

R

I

R

P

z

w

w

z

w

2

2

z

w

z

2

z

Z

z





























w

2

z

w

z

z

z

R

4

E

P

R

R

0

dR

dP











Dla źródła
napięcia

R

z

R

w

E

U

I

z

P

z

= G

z

U

z

2

2

G

/

G

G

/

G

1

G

J

G

G

J

G

U

G

P

z

w

w

z

w

2

2

z

w

z

2

z

Z

z





























w

2

z

w

z

z

z

G

4

J

P

G

G

0

dG

dP











Dla źródła prądu

I

z

G

z

J

U

I

w

G

w