4.1 מבוא - מקורות אנרגיה
(Energy sources)
אנו מבחינים בין שני סוגים של מקורות אנרגיה חשמליים: מקורות מתח ומקורות זרם.
מקורות מתח אידיאליים ומעשיים
בפרק 2 הגדרנו את מקור המתח, כמקור אנרגיה המספק מתח קבוע למעגל ללא תלות בהתנגדות העומס המחובר אליו. מקור מסוג זה נקרא בשם מקור מתח אידאלי.
מקור מתח ישר אידאלי מסמנים כך:
באופן מעשי, מקור המתח מספק מתח למעגל, התלוי בהתנגדות שתחובר אליו. הסיבה לכך היא שלכל מקור מתח יש התנגדות פנימית, בלתי רצויה, הנוצרת כתוצאה מהתנגדות החומרים שמהם עשוי אותו מקור.
הערה: אם מדובר בסוללות, ההתנגדות העיקרית נובעת מהצטברות יונים על יד האלקטרודות של הסוללה (בתמיסה), יונים אלו יוצרים מיסוך המפריע למעבר הזרם. ההתנגדות הזאת מסומנת כהתנגדות פנימית של הסוללה.
התנגדותו הפנימית של מקור המתח מסומנת באות r, יחידות [Ω]. מקורות מסוג זה נקראים מקורות מתח מעשיים.
מקור מתח ישר מעשי מסמנים כך:
בשם כוח אלקטרומניע (כא"מ) אנו מכנים את כמות העבודה הדרושה על ידי מקור המתח, בשביל להניע יחידת מטען במעגל. הכא"מ מסומן באות E, יחידותיו "וולט" [V].
הערה: החל מנקודה זו ואילך, מקור המתח (האידאלי והמעשי) יסומן באות E.
את מתח ההדקים אנו מגדירים כאותו מתח שקיים על הדקי מקור המתח. מתח זה מסומן באות U, יחידותיו [V]
השוואה בין מקורות מתח אידאליים לבין מקורות מתח מעשיים
נחבר עומס לכל אחד ממקורות המתח כמתואר באיור 4.1 ונעשה השוואה ביניהם:
מעגל א מעגל ב
איור 4.1
התנגדות פנימית r
נצילות המעגל
מתח ההדקים U
על פי חוק המתחים של קירכהוף מתקיים:
המתח על פני נגד העומס שווה למתח ההדקים, והוא תמיד יהיה קטן יותר מהכא"מ.
מתח הדקים בריקם (ללא עומס) Uo
מתח זה מוגדר כאותו מתח על הדקי המקור, כאשר לא מחובר עומס.