Электрическая нагрузка

Электрическая нагрузка — это электрический компонент или часть цепи , которая потребляет (активную) электроэнергию . ^[1]^[2] например, электроприборы и освещение внутри дома. Этот термин также может относиться к мощности, потребляемой цепью. Это противоположность источнику питания , например аккумулятору или генератору , который обеспечивает питание. ^[2]

Этот термин используется в электронике более широко для устройства, подключенного к источнику сигнала , независимо от того, потребляет оно энергию или нет. ^[2] Если электрическая цепь имеет выходной порт , пару клемм, которые производят электрический сигнал, цепь, подключенная к этой клемме (или ее входному сопротивлению ), является нагрузкой . Например, если проигрыватель компакт-дисков подключен к усилителю , проигрыватель компакт-дисков является источником, а усилитель — нагрузкой. ^[2]

Нагрузка влияет на производительность цепей в отношении выходных напряжений или токов , например, в датчиках , источниках напряжения и усилителях. Сетевые розетки представляют собой простой пример: они подают электроэнергию при постоянном напряжении, при этом электроприборы, подключенные к силовой цепи, вместе составляют нагрузку. Когда включается мощный прибор, сопротивление нагрузки резко снижается .

Напряжения упадут, если сопротивление нагрузки ненамного превышает сопротивление источника питания. Поэтому включение отопительного прибора в жилых помещениях может привести к ламп накаливания заметному потускнению .

Более технический подход

При обсуждении влияния нагрузки на схему полезно игнорировать фактическую конструкцию схемы и рассматривать только эквивалент Тевенена . ( Вместо этого можно использовать эквивалент Нортона с теми же результатами.) Эквивалент схемы Тевенена выглядит следующим образом:

Схема представлена идеальным источником напряжения *Vs,* включенным последовательно с внутренним сопротивлением Rs .

Без нагрузки (разомкнутые клеммы) все $V_{S}$ падает на выходе; выходное напряжение $V_{S}$ . Однако при добавлении нагрузки схема будет вести себя иначе. Поэтому нам хотелось бы проигнорировать детали схемы нагрузки, как мы это сделали для блока питания, и изобразить ее как можно проще. Например, если мы используем входное сопротивление для представления нагрузки, полная схема будет выглядеть так:

Входное сопротивление нагрузки включено последовательно с Rs .

В то время как источник напряжения сам по себе представляет собой разомкнутую цепь , добавление нагрузки создает замкнутую цепь и позволяет заряду течь. Этот ток вызывает падение напряжения на $R_{S}$ , поэтому напряжение на выходной клемме больше не $V_{S}$ . Выходное напряжение можно определить по правилу деления напряжения :

V_{OUT}=V_{S}\cdot {\frac {R_{L}}{R_{L}+R_{S}}}

Если сопротивление источника не пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением нагрузки, выходное напряжение упадет.

На этой иллюстрации используются простые сопротивления , но аналогичное обсуждение можно применить и к цепям переменного тока с использованием резистивных, емкостных и индуктивных элементов.

См. также

Фиктивная нагрузка

Ссылки

^ Каради, Джордж Г.; Холберт, Кейт Э. (3 мая 2013 г.). Преобразование и транспорт электрической энергии: интерактивный компьютерный подход . ISBN 1118498038 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Глиссон, Тилдон Х. (2011). Введение в анализ и проектирование цепей . США: Спрингер. стр. 114–116. ISBN 978-9048194421 .

[Karady-1] Каради, Джордж Г.; Холберт, Кейт Э. (3 мая 2013 г.). Преобразование и транспорт электрической энергии: интерактивный компьютерный подход . ISBN 1118498038 .

[Glisson-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Глиссон, Тилдон Х. (2011). Введение в анализ и проектирование цепей . США: Спрингер. стр. 114–116. ISBN 978-9048194421 .

[1]

[2]