Внешняя вольт-амперная характеристика источника представляет собой зависимость Uи= f(Iд), которую в
общем виде получим из анализа схемы энергетической системы «источник- дуга» (рис. 2.1,а). В ней источник
имеет постоянную электродвижущую силу Eи и внутреннее сопротивление Zи, состоящее из активной Rи и
индуктивной Хи составляющих. На внешних зажимах источника имеем напряжение Uи. В последовательно
соединенной цепи «источник- дуга» идет сварочный ток Iд , одинаковый для дуги и источника. Нагрузкой
источника является дуга с активным сопротивлением Rд, падение напряжения на ней Uд= IдRд .
Источник может pаботать в одном из тpех pежимов: холостой ход, нагpузка, коpоткое замыкание.
Пpи холостом ходе дуга не гоpит, ток отсутствует (Iд= 0). В этом случае напpяжение источника, называемое
напpяжением холостого хода, имеет максимальное значение Uи= Uо= Еи.
Пpи нагpузке по дуге и источнику идет ток Iд, напpяжение Uиниже, чем пpи холостом ходе, на величину падения
напpяжения внутpи источника.
Пpи коpотком замыкании Uд= 0, поэтому и напpяжение источника Uи= 0. Ток коpоткого замыкания Iк= Uо/Zи.
Экспериментально внешняя характеристика источника снимается измерением напряжения Uи и тока Iд при
неизменных значениях Uo, Rи, Xии плавном изменении сопротивления нагрузки Rд, при этом дуга обычно
имитируется линейным активным сопротивлением- балластным реостатом.
Графическое представление полученной зависимости Uи= f (Iд) и есть внешняя вольт- амперная характеристика
источника. При уменьшении сопротивления нагрузки Rд увеличивается ток Iд и снижается напряжение источника
Uи. Таким образом, в общем случае внешняя вольт- амперная характеристика источника- падающая.
Внешняя ватт-амперная характеристика Pи= f (Iд), построенная при тех же условиях, что и Uи= f ( Iд),
показывает, как при изменении сопротивления нагрузки Rд (и тока Iд) будет меняться полезная активная мощность
Pи, т.е. мощность, отдаваемая источником нагрузке. Максимум полезной мощности достигается при равенстве
сопротивления нагрузки и источника (Rд = Zи). Такой режим называют согласованным.
Оценим энергетическую эффективность различных источников и режимов их работы. Источник, рассчитанный
для работы в согласованном режиме, наименее материалоемок, т.е. наиболее экономичен при изготовлении.
Однако это не значит, что он также наиболее экономичен при эксплуатации.
Очевидно, что для повышения коэффициента полезного действия, т.е. повышения эффективности расходования
энергии, следует уменьшать внутреннее сопротивление источника Rии увеличивать сопротивление нагрузки Rд.
Самый высокий коэффициент, близкий к 1, получается при самых малых сварочных токах, когда Rд приближается
к бесконечности. В согласованном режиме коэффициент существенно ниже.