CCI20111111018

Z chwilą zamknięcia obwodu za pomocą wyłącznika popłynie prąd elektryczny -- jest to stan obciążenia źródła.

W tym wypadku w obwodzie wystąpią spadki napięcia w części wewnętrznej i zewnętrznej obwodu, na skutek czego napięcie na zaciskach źródła będzie mniejsze niż s.em. źródła o spadek napięcia na oporze wewnętrznym (wzór 1-22).

Ze wzrostem natężenia prądu w obwodzie, co jest równoznaczne ze wzrostem obciążenia przy stałych wartościach s.em. i oporze wewnętrznym źródła energii, napięcie na zaciskach źródła zmniejsza się (przyjęto też mówić, że napięcie spada).

Należy zaznaczyć, że ze wzrostem obciążenia w obwodzie następuje również zwiększenie spadku napięcia w przewodach łączących źródło energii z odbiornikiem R_PI, wskutek czego odbiorniki znajdują się pod napięciem niższym. Zjawisko to daje się zauwa-

Rys. 1-11. Zwarcie obwodu

żyć w instalacjach oświetleniowych, gdy w godzinaeh wieczornych przy wzroście obciążenia żarówki świecą słabiej na skutek zwiększonego spadku napięcia w przewodach linii doprowadzających prąd.

Aby uniknąć wahań napięcia, spowodowanych wahaniami obciążenia, stosuje się, jak o tym przekonamy się później, odpowiednią regulację s.em. źródła napięcia, a poza tym dąży się do ograniczenia spadku napięcia w przewodach doprowadzających, o czym wspomniano w § poprzednim.

Rozpatrzmy jeszcze jeden szczególny stan pracy źródła napięcia. Jeżeli obwód prądu zostanie zamknięty za pomocą przewodu o bardzo małym oporze (bez odbiornika), to w obwodzie popłynie prąd o bardzo dużym natężeniu. Stan taki nazywamy zwarciem źródła napięcia. Zwarcie może nastąpić, jeżeli np. zaciski źródła połączymy ze sobą krótkim przewodem (rys. 1-11) albo jeżeli bezpośrednio zetkniemy ze sobą przewody łączące źródło z odbiornikiem. Jest to wypadek, jak później przekonamy się, bardzo niepożądany i niebezpieczny, który może wywołać uszkodzenie zarówno źródła, jak i przewodów.

W stanie zwarcia obwodu opór jego części zewnętrznej (przewody łączące) jest tak mały, że możemy przyjąć go równy zeru. Wobec tego spadek napięcia w części zewnętrznej obwodu będzie też prawie równy zeru, czyli U = 0; s.em. źródła prawie w całości zużywa się na spadek napięcia na oporze wewnętrznym źródła,

a prąd zwarcia przepływający przez źródło I_zw = osiąga na-

R_w

tężenie niedopuszczalnie duże — groźne dla źródła.

W stanie obciążenia i w stanie zwarcia źródło napięcia pracuje jako źródło energii. Jeżeli prąd obciążenia źródła i obwodu wynosi I, a napięcie na zaciskach obwodu przyłączonego do źródła U (rys. 1-4), to moc pobierana przez obwód wyniesie P = U I, natomiast moc wytwarzana w źródle P_ir — El; jest ona większa niż moc pobierana przez obwód o wartość strat mocy zachodzących w oporze wewnętrznym źródła napięcia — R_w P, a zatem moc wytwarzana w źródle

P_źr = El = P+R_WP = U I+R_WP    (1-22)

^a) u	^b) . U,
f, e2 e3 e< e5
		■Hi—i|—MM—
		T ^Eb
V /?		7 f)
—-czu-		-izb-

Rys. 1-12. Połączenie szeregowe źródeł energii elektrycznej

Łączenie szeregowe źródeł stosuje się najczęściej przy ogniwach i akumulatorach w celu otrzymania baterii o wyższym napięciu.

Przy połączeniu szeregowym źródeł energii (rys. 1-12 a) s.em. baterii E_b jest równa sumie s.em. poszczególnych źródeł

h = n

E_b — Ei — E₂ + E₃+ . . . +E_n =

2¹

k'= 1

Opór wewnętrzny utworzonej baterii

Rwb R_w1+R_w2+R_w3+ ... +P wn

k = n

⁼ ^ {Rwk)

Jc=l

37