Физическая основа метода

Рассмотрим цепь постоянного тока. Источник ЭДС создает в цепи ток. Мощность, развиваемая источником тока , является полной.

С увеличением внешнего сопротивления от 0 до бесконечности напряжение на нагрузке возрастает от 0 до значения ЭДС, а ток в цепи при этом уменьшается до 0. Полная мощность будет изменяться от максимального значения до 0. А полезная мощность сначала убывает, а потом возрастает.

Максимальное значение полезной мощности достигается при R = r (режим согласования)

. (3.1)

Полная мощность в режиме согласования определяется по формуле:

Р= , (3.2)

а при R =0 полная мощность составляет: Р= . (3.3)

Внешнее напряжение источника в режиме согласования равно , КПД источника равно 0, 5.

В качестве сопротивления нагрузки используется реостат. Реостат представляет собой керамический цилиндр, на который равномерно намотан провод с большим сопротивлением рис.3.3. При подключении реостата к электрической цепи с помощью нижних клемм (1 и 2) его сопротивление будет постоянным и максимальным, так как длина провода (l) максимальна.

_.

Рис.3.3. Реостат

Сопротивление реостата можно определить по формуле:

, (3.4)

где l –длина проводника; S – площадь поперечного сечения проводника; – удельное сопротивление материала проводника.

Так как выше перечисленные параметры реостата не заданы, сопротивление реостата можно определить по градуировочному графику, предварительно измерив d – расстояние от края цилиндра с обмоткой до положения движка.

R, Ом

											d, см

Рис.3.4. Градуировочный график

При подключении реостата к электрической цепи с помощью верхней (3) и нижней (1) клемм, его сопротивление будет переменным, так как длина проводника, по которому течет электрический ток, будет определяться по положению движка (4) реостата (рис 3.3). Таким образом, сопротивление можно изменять от R =0 (при d = 0) до R = R _маx (при d = 20 см).