ТОР 5 статей:
Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия
Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века
Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка
Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы
КАТЕГОРИИ:
- Археология
- Архитектура
- Астрономия
- Аудит
- Биология
- Ботаника
- Бухгалтерский учёт
- Войное дело
- Генетика
- География
- Геология
- Дизайн
- Искусство
- История
- Кино
- Кулинария
- Культура
- Литература
- Математика
- Медицина
- Металлургия
- Мифология
- Музыка
- Психология
- Религия
- Спорт
- Строительство
- Техника
- Транспорт
- Туризм
- Усадьба
- Физика
- Фотография
- Химия
- Экология
- Электричество
- Электроника
- Энергетика
ИССЛЕДОВАНИЕ МОЩНОСТИ ИСТОЧНИКА ТОКА
Основные понятия
Источником напряжения называется устройство, с помощью которого происходит разделение зарядов на концах проводника, т.е. на концах проводника поддерживается постоянная разность потенциалов.
 |
Рассмотрим цепь, содержащую последовательно соединенные источник, имеющий ЭДС e и внутреннее сопротивление r0, а также нагрузочный резистор R. Эквивалентная схема такой цепи изображена на рис. 1.
Рис.1.
По внешней части цепи – резистору R – и по внутренней части цепи – внутреннему сопротивлению источника – протекает, естественно, один и тот же ток I, который можно определить, используя закон Ома:
| (1) |
При силе тока I полная мощность, развиваемая источником, будет равна:
| W0 = e I | (2) |
Это соотношение легко получить, разделив числитель и знаменатель в соотношении (3) из работы № 1 на время t, с учетом того, что, по определениям 
, q = I × t.
Часть мощности тратится бесполезно внутри элемента на нагревание его внутренних частей. Эту часть мощности называют мощностью внутренних потерь.
Она равна, согласно закону Джоуля – Ленца:
| W1 = I 2 r0 | (3) |
Мощность, развиваемая во внешней цепи, может быть использована для практических целей, поэтому ее называют полезной мощностью.
Если разность потенциалов на зажимах внешней цепи U, то полезная мощность:
| W = IU | (4) |
Чтобы выяснить зависимость полезной мощности от силы тока, удобно выразить ее как разность между полной и потерянной мощностью:
| W =e I - I 2r0 = I× (e - I r0) | (5) |
Из уравнения (5) следует, что кривая, выражающая зависимость полезной мощности от силы тока, является параболой. Она касается оси тока в двух точках, т.е. полезная мощность может быть равна нулю в двух случаях:
1) при I = 0, когда цепь разомкнута (внешнее сопротивление R ® ¥),
2) при e - I r0 = 0.Это достигается при R, стремящемся к нулю (режим короткого замыкания).
Необходимым условием максимума функции зависимости полезной мощности от тока является равенство нулю производной
 , откуда. e ‑ 2× Imax r0 =0,
| (6) |
где I max – сила тока, соответствующая максимальной полезной мощности. Далее следует, что
| (7) |
Сравнив (7) и (1), получим, что полезная мощность достигает максимального значения при равенстве внешнего и внутреннего сопротивлений R = r0. В этом случае говорят, что нагрузка и источник согласованы.
Отношение полезной мощности источника к его полной мощности называется коэффициентом полезного действия (КПД).
| (8) |
Напряжение во внешней цепи U меньше Э.Д.С. e на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении, поэтому можно написать:
| (9) |
Из формулы (9) следует, что с увеличением силы тока h линейно убывает.
Для выяснения зависимости h от сопротивления удобно представить его в виде:
| (10) |
Поделив числитель и знаменатель на R, получим:
| (11) |
Отсюда следует, что при 
, h® 1. Однако при этом полезная мощность стремится к нулю, поэтому условие наибольшего значения коэффициента полезного действия с практической точки зрения не представляет интереса.
При R = r0, когда полезная мощность достигает максимума, 
, a 
, т.е. 50 %.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: