Коэффициент полезного действия (кпд) источника

Коэффициент полезного действия источника h равен отношению полезной мощности, выделяемой во внешней цепи, к полной мощности, развиваемой источником:

h = W/W₀. (7)

Подставляя в формулу (7) вместо значений мощностей их выражения через ток, напряжение, ЭДС или сопротивления, получим для кпд ряд важных соотношений:

- зависимость от напряжения

h = (U × I) / (I × ε) = U / ε; (8а)

- зависимость от внешнего сопротивления

h = = ; (8б)

- зависимость от силы тока

h = (ε -I × r) /ε = 1 - I × (r/ε). (8в)

Из соотношения (8в) видно, что h при увеличении тока линейно уменьшается от 1 (при I = 0) до 0 (при I = ε /r, т.е. при токе короткого замыкания). Хотя кпд и равен 1 при I = 0, но никакого практического значения такой режим, очевидно, не имеет, так как полезная мощность при этом равна нулю. При условии R = r, как следует из выражения (8б), кпд равен 50%. Ясно, что такой режим работы для источника тока энергетически не выгоден (рис. 2), так как половина полной мощности выделяется внутри источника. Поэтому работу источников тока рассчитывают таким образом, чтобы кпд был порядка 80% – 90%. При этом, как следует из соотношения (8а), напряжение на зажимах источника будет достаточно близко к значению ЭДС этого ис­точника.