הבדלים בין גרסאות בדף "מקור מתח"

נוספו 4,169 בתים ,  לפני 11 שנים
הרחבה
(הרחבה)
'''מקור מתח אידאלי''' הוא רכיב תאורטי ב[[מעגל חשמלי|מעגלים חשמליים]] אשר מייצר [[מתח חשמלי]] קבוע בין הדקיו, ללא כל תלות ב[[זרם חשמלי|זרם החשמלי]] שהוא יוצר. מקור כזה קיים רק במודלים מתמטיים של מעגלים. ה[[עכבה|עכבה הפנימית]] של התקן זה שווה לאפס. כאשר הוא מחובר למעגל פתוח (נתק) הוא מספק אפס זרם ואפס [[הספק]]. ככל שההתנגדות של העומס שואפת ל־0 (קצר) הזרם וההספק שואפים ל[[אינסוף]]. עם זאת, בפועל לא ניתן לחבר מקור מתח אידאלי למעגל מקוצר, מושגים אלה לא עולים בקנה אחד (מכיוון שבפועל למקור מתח אמיתי יש [[התנגדות פנימית]]).
 
==מקורות מתח מעשיים==
[[קובץ:Source and load circuit.png|שמאל|ממוזער|250px|מעגל חשמלי עם מקור מתח מעשי (המורכב מ-R<sub>S</sub> ו-V<sub>S</sub>) וצרכן R<sub>L</sub>]]
באופן מעשי אין מקור מתח אשר עונה על ההגדרות התאורטיות הנ"ל ושמור על מתח מדוייק לחלוטין. למקור מתח מעשי ישנה התנגדות פנימית שנובעת מהמבנה הפנימי של המקור, בין אם בגלל המוליכים שמרכיבים אותו, ובין אם בגלל רכיבים חשמליים שונים שנמצאים בתוכו ומבצעים פעולות שונות כגון סינון רעשים, בחירת מתח מוצא רצוי מתוך טווח אפשרי, מעגלי ייצוב ומעגלי הגנה ובטיחות. ניתן לייצג את המקור המעשי ע"י הוספת ההתנגדות פנימית R<sub>S</sub>, אל מקור מתח אידאלי V<sub>S</sub>, כפי שמופיע בשרטוט. בעזרת השרטוט ניתן לראות שהמבנה הפנימי של מקור מתח משפיע גם על הביצועים שמפגין מקור המתח. לדוגמא, אם ההתגנגדות הפנימית של מקור המתח תהיה גדולה באופן משמעותי מהתנגדות הצרכן (R<sub>L</sub>) אזי רוב המתח של המקור האידאלי ייפול על ההתנגדות הפנימית של המקור, והצרכן יקבל מתח ששונה במידה מהותית מהמתח של המקור האידאלי. בצורה דומה, נוכחותה של ההתנגדות הפנימית משפיעה גם עלהזרם היוצא מהמקור המעשי, ומפחיתה אותו בשיעור מסויים. התנגדות פנימית גבוהה מידי, תגרום להגבלת הזרם שיכול המקור המעשי להפיק. לפיכך, נהוג להשתמש במקורות מתח מעשיים שבהם ההתנגדות הפנימית היא קטנה ככל האפשר, ובכל מקרה קטנה משמעותית מהתנגדות הצרכן שישתמש במתח של המקור.
על מנת לאפיין מקורות מתח מעשיים נגוד להשתמש במושגים הבאים:
;מתח ריקם V<sub>0</sub>: המתח שמפיק מקור המתח המעשי כאשר לא מחובר אליו צרכן חיצוני. במצב זה לא מוזרם זרם דרך ההתנגדות הפנימית, ומפל המתח עליה הוא אפס - מצב שבו מקור המתח מפיק כלפי חוץ את המתח האידאלי שבו.
;זרם קצר I<sub>0</sub>: הזרם בין הדקי מקור המתח כאשר יש בינהן התנגדות אפס (מצב של קצר). במצב זה כל המתח נופל על ההתנגדות הפנימית.
עפ"י מתח הריקם וזרם הקצר ניתן להסיק מהי ההתנגדות הפנימית של מקור המתח, עפ"י הנוסחא:
<math>R_S = \frac{V_0}{I_0}\ </math>
 
===שקילות נורטון===
[[קובץ:Thevenin to Norton.png|שמאל|ממוזער|293px|כיתוב תמונה]]
על-פי [[משפט נורטון]] קיים מקור זרם אשר מתנהג באופן זהה למקור המתח המעשי, והוא בעל הנתונים הבאים:
* התנגדות פנימית R<sub>NO</sub> כפי שיש למקור המתח המעשי: <math>R_{NO} = R_{TH} </math>
* הפקת זרם פנימי אידאלי עפ"י: <math>I_{NO} = \frac{V_{TH}}{R_{TH}}\ </math>
 
===דוגמאות===
דוגמאות למקורות מתח מעשיים:
*מקורות מתח עיקריים:
** רשת החשמל
** [[סוללה]]
** [[תא סולארי]]
*מקורות מתח משניים:
**חיבור במקביל אל [[דיודת זנר]]
**חלק של מחלק מתח (חיבור של שני עומסים בטור אל מקור מתח, כך שערכי העומסים גורמים למתח היחסי שנופל עליהם להיות המתח הרצוי)
**מעגלים לייצוב מתח (כגון [[מסנן (אלקטרוניקה)#LPF|LPF]]) וממירי מתח
{{הבהרה מקצועית}}
{{חשמל}}
[[קטגוריה:חשמל]]