Image191 (2)

Elektronika dla nieelektroników EdE

u.i

się określenie „opór wewnętrzny” lub „rezystancja wewnętrzna’*, a na schematach zaznacza się ją jak na rysunku 17. 1 właśnie wielkość tej rezystancji wewnętrznej ogranicza maksymalny prąd, a także maksymalną moc, jaką można pobrać z takiego źródła.

Przykładowo z zestawu akumulatorów mającego napięcie powiedzmy 12V i pojemność 1500mAh śmiało można pobrać prąd rzędu 2A, natomiast próba pobrania takiego prądu z zestawu zwykłych baterii jednorazowych o takim samym napięciu 12V i pojemności 150OmAh zakończy się niepowodzeniem - napięcie baterii spadnie i niemożliwe będzie pobranie takiego prądu. Początkujący często nie uwzględniają tego ograniczenia i na przykład próbują zasilić duży wzmacniacz mocy z zestawu popularnych baterii jednorazowych. Po pierwsze, małe baterie szybko by się wyczerpały, a po drugie, jednorazowe baterie, choć teoretycznie mają wymagane napięcie i pojemność, nie mogą oddać potrzebnego dużego prądu i zupełnie nie nadają się do takiego celu. Do zasilania wzmacniacza mocy potrzebny jest odpowiednio wydajny zasilacz sieciowy albo leż zestaw akumulatorów (akumulatory kwasowe, NiCd i NiMH mają dużo większą wydajność prądową niż jednorazowe baterie).

Analogicznie będzie z małym wtyczkowym zasilaczem o napięciu 12V próba pobrania zeń tak dużego prądu doprowadzi do drastycznego spadku napięcia wyjściowego zasilacza. Zasilacze, zwłaszcza stabilizowane, mają wprawdzie zupełnie inne właściwości niż baterie i akumulatory i w normalnych warunkach pracy ich rezystancja wewnętrzna jest bardzo mała, a mimo to z zasilacza nie można pobrać więcej prądu i mocy, niż przewiduje jego specyfikacja. Po prostu zasilacz dysponuje określoną mocą - więcej mocy „wydusić” się zeń nie da.

Omówionymi szczegółami nie musisz na razie zaprzątać sobie głowy, dlatego też niniejszy śródtytuł przeznaczony jest tylko dla dociekliwych.

Napięcie i prąd zmienny

Najogólniej biorąc, prąd stały to taki, który płynie w jednym kierunku Takiego prądu dostarcza bateria, akumulator czy zasilacz wtyczkowy. Można jednak sobie wyobrazić, że prąd płynie w dwóch kierunkach. Przecież prąd to w sumie ruch elektronów i elektrony mogą poruszać się w przewodzie w obu kierunkach, jak ilustruje rysunek 18.

Dodanie przełącznika według rysunku 19 lub 20 umożliwi ręczną okresową zmianę kierunku prądu - przez rezystor popłynie prąd, którego kierunek okresowo będzie się zmieniał - prąd zmienny.

Oczywiście można znaleźć analogię hydrauliczną, tylko w praktyce taka sytuacja nigdy nie występuje w sieci wodociągowej ani nawet w sieci centralnego ogrzewania, ponieważ oznaczałoby to, że woda w rurach okresowo musiałaby zmieniać kierunek ruchu. Hydraulicznym odpowiednikiem prostego obwodu prądu zmiennego ze źródłem napięcia zmiennego i rezystorem byłby układ bardzo podobny do tego z rysunku 2, tylko kierunek obrotów pompy powunien się okresowo zmieniać. Lepszą analogią dla obwodu

a)    b)

Rys. 22

Ud 4

M /I X’

[/ i/ “

przebieg piłoksztatoy

inn;

U “

prądu zmiennego jest pompa innej konstrukcji - najprostsza pompa tłokowa napędzana silnikiem według rysunku 20. Otóż taka pompa, w której ruch obrotowy jest zamieniany na posuwisto-zwrotny, daje przebieg ciśnienia (tłoczenie-ssanie) o szczególnym kształcie według rysunku 21. Jest to tak zwany przebieg sinusoidalny. Co bardzo ważne, tak. przebieg sinusoidalny jest podstawowym, elementarnym przebiegiem zmiennym w elektronice. Właśnie taki mniej więcej przebieg ma też napięcie w domowej sieci energetycznej. Oznacza to, że w sieci energetycznej elektrony poruszają się raz w jedną, raz w druga stronę, czyli prąd co chwiia zmienia kierunek. Oprócz przebiegów sinusoidalnych spotykamy też mnóstwo innych przebiegów' zmiennych, z których kilka zobrazowano na rysunku 22.

O ile w przypadku prądu stałego wartość prądu i napięcia można jednoznacznie określić, bo nic zmienia się ona w czasie, o tyle w przypadku prądu zmiennego wchodzi w grę więcej czynników. Oprócz wartości prądu czy napięcia należy mówić o częstotliwości powtarzania oraz o kształcie przebiegu zmiennego - patrz rysunek 23. Częstotliwość oznaczamy literą f lub F. Jednostką częstotliwości jest herc (Hz), czyli drganie na sekundę, a większe częstotliwości

Rys. 23 Rys. 24

18

Październik 2005

Elektronika dla Wszystkich