Методика измерения внутреннего сопротивления источника питания

На практике в ряде случаев необходимо знать нагрузочную способность источника питания (ИП), например, насколько его выходное напряжение уменьшается при подключении нагрузки или какое предельное значение тока он может выдавать. Эта способность может быть оценена по известному внутреннему сопротивлению ИП.

Внутреннее сопротивление (Ri) ИП может быть определено следующим способом с использованием закона Ома и второго правила Кирхгофа [1]:

• Измеряется выходное напряжение холостого хода источника питания (без нагрузки) U₀
• К источнику питания подключается нагрузка с известным сопротивлением (Rн)
• Измеряется выходное напряжение источника питания под нагрузкой U
• Производится расчет внутреннего сопротивления источника питания по формуле:

Ri = Rн (U₀ /U - 1)

Точность определения Ri зависит от точности вольтметра (чем она выше, тем точнее можно измерить U₀ и U и определить Ri) и сопротивления нагрузки Rн (чем оно меньше, тем больше уменьшается выходное напряжение ИП и тем точнее можно определить Ri).

Например, для бытовой сети переменного тока напряжением 220 вольт частотой 50 Гц:

• U₀ = 214 В
• Rн = 40 Ом (электроконвектор мощностью 1.25 кВт)
• U = 210 В
• Ri = 40 ∙ (214/210 - 1) ≈ 0.76 Ом

При подключении к этой сети нагрузки с сопротивлением 0.76 Ом (условие максимальной передачи мощности) амплитуда тока (фактически, короткого замыкания) составит ≈200 А, а при подключении нагрузки с сопротивлением, близким к нулю (короткое замыкание), амплитуда тока может достигать ≈400 А (к вопросу о том, "какая сила тока в розетке").

Ссылки:

1. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике / Для инженеров и студентов вузов. – 7 изд., испр. – М.: Издательство "Наука", Гл. ред. физ.-мат лит., 1978. – 944 с.; ил.

Словарь терминов:

• Второе правило Кирхгофа (правило контуров) - сумма электрических напряжений в замкнутом контуре равна нулю.
• Закон Ома - плотность электрического тока в проводнике пропорциональна напряженности электрического поля.
• Сопротивление - свойство элемента цепи оказывать противодействие проходящему через него потоку, для преодоления которого требуется наличие соответствующей силы.
• Электрический ток - направленное движение заряженных частиц.
• Электрическое напряжение - разность электрических потенциалов в соответствующих точках.

19.11.2005
21.06.2010

Альтернативные источники энергии
Компьютеры и Интернет
Магнитные поля
Механотронные системы
Перспективные разработки
Электроника и технология

Главная страница