Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Напряжение источника.
|
|
Напряжение на зажимах источника электрической энергии равно разности потенциалов, которую создает ЭДС, разделяя заряды внутри источника.
. Из Закона Ома для полной цепи следует:
Iн = Е/(R1 + Ro) или Е= Iн R1 + Iн Ro)
где Iн R1=U напряжение источника, приложенное к внешнему участку цепи, следовательно,
Е= U + Iн Ro (2. 24)
из выражения (2. 24) следует:
U = Е — Iн Ro (2. 25)
Так как ЭДС источника электрической энергии по условию постоянна (Е = const), и внутреннее сопротивление его также постоянно. (Ro = const), то, как это видно из выражения, между напряжением U и током Iн существует линейная зависимость. Это значит, что график зависимости напряжения U от тока Iн изображается прямой линией.
Для построения этого графика необходимо определить какие-либо две его точки, так как по двум точкам всегда можно построить прямую
линию. В данном случае для определения этих двух точек графика мы воспользуемся
режимами холостого хода и короткого замыкания.
А. При холостом ходе:
Iн кз = 0, следовательно, из выражения (2. 25) получим:
Uxx = Е — Ixx Ro Е —0 Ro = Е т. е. Uxx = Е
Ø Вывод: напряжение на зажимах источника электрической энергии при холостом ходе равно электродвижущей силе этого источника.
Б. При коротком замыкании:
Iн кз = Е/(R1кз+ Ro), так как R1кз=0,
Ø Вывод: сопротивление внешнего участка цепи при коротком замыкании равно нулю R1 кз =0
Iн кз = Е/(0+ Ro), Iн кз = Е/ Ro)= max
Ø Вывод: сила токав цепи при коротком замыкании в цепи равно нулю Iнкз = max.
из выражения (2. 25) вычислим напряжение источника:
Uкз = Е - Iнкз Ro=Е- (Е/Ro) Ro = Е- Е= 0
Ø Вывод: напряжение на зажимах источника электрической энергии при коротком замыкании в цепи равно нулю Uкз=0
U.B
Е=Uхх
Е
IНR0 (падение напряжения на внутреннем
участке цепи)
IНR1 (падение
напряжения на внешнем
участке цепи)
β
0 Iкз IН, А
рисунок 2.9.
На рисунке 2.9. изображен график зависимости U=f(Iн).
Угол β характеризует степень наклона прямой (графика) к оси абсцисс (Iн), то есть характеризует быстроту падения напряжения с ростом тока нагрузки.
Величину угла β можно определить из треугольника
0 Uхх Iнкз по его тангенсу.
tg β = Uхх/ Iнкз= Е/(Е/ Ro)Ro= Ro
tg β - характеризует внутренне сопротивление источника электрической энергии.
Ø Вывод: чем больше tg β, тем больше внутреннее сопротивление источника, больше угол β и следовательно быстрее уменьшается напряжение U на зажимах источника электрической энергии при увеличении тока нагрузки Iн
Ø Вывод: чем меньше внутреннее сопротивление Ro источника электрической энергии, тем напряжение на зажимах источника меньше зависит от величины тока протекающего по цепи, т.е. тока нагрузки Iн.
2. 9, 2. Полная мощность источника электрической энергии.
Ø Полной мощностью источника электрической энергии называют мощность, которую он развивает во всей цепи, т. е. как во внутренней, так и во внешней цепи.
Рассмотрим зависимость полной мощности, развиваемой источником электрической энергии от тока нагрузки Рп= f(Iн)
Полная мощность, развиваемая источником электрической энергии в цепи, определяется следующей формулой:
Рп = Е Iн (2. 26)
Рп – полная мощность, вт
Е - электродвижущая сила, В
Iн - ток нагрузки, А
Будем считать, что ЭДС источника электрической энергии постоянна (Е = const) по величине, т. е. между полной мощностью Рп и током нагрузки Iн существует прямая пропорциональная (линейная) зависимость. Следовательно, для построения графика зависимости
полной мощности Рп от тока нагрузки Iн необходимо определить две точки графика.
Для этой цели опять воспользуемся режимами холостого хода и короткого замыкания источника электрической энергии.
А. При холостом ходе:
Iн xx = 0, т. е. Рпхх = EIнxx = Е • 0 = 0 Рпхх = 0 (2. 27)
· Вывод: полная мощность источника электрической энергии при холостом ходе равна нулю. Рпхх = 0
Б. При коротком замыкании:
Iнкз= Е/ Ro = max, т.е. Рпкз= Е Iнкз= Е* Е/ Ro= Е2/Ro
Рпкз= Е2/Ro=max (2.28)
· Вывод: при коротком замыкании полная мощность, развиваемая источником электрической энергии, максимальна Рпкз = max.
2.9.3. Полезная мощность источника электрической энергии
Ø Полезной мощностью источника электрической энергии называется мощность, развиваемая им на внешнем участке цепи (во внешнем сопротивлении R1).
Полезная мощность источника электрической энергии определяется формулой:
Р = U Iн (2. 29)
Р — полезная мощность, Вт;
U — напряжение на зажимах источника электрической энергии, В
I н — ток нагрузки, А.
как известно, U = E — IRo.
Умножим обе части уравнения величину тока, протекающего по цепи, получим
UIн = Iн (E — IнRo) = ЕIн — IнRo (2.30)
ЕIн – полная мощность, Вт;
UIн- полезная мощность, Вт;
IнRo - мощность потерь, бесполезно расходуемая в источнике.
Ø Вывод: полезная мощность Р равна разности между полной мощностью Рп = ЕI и мощностью потерь внутри источника электрической энергии Ро = Iн2 Ro.
Из формулы (2. 30) видно, что зависимость полезной мощности от тока нагрузки сложная и выражается она графически кривой, называемой параболой.
Для построения графика зависимости Р= f (Iн) определим три характерные точки этой кривой, соответствующие режиму холостого хода, короткого замыкания и максимальной полезной мощности.
а) При холостом ходе:
1хх = 0; Рхх = Е Ixx — I2хх Ro = Е • 0 — 0 Ro, т. е. Рхх = О
Ø Вывод: полезная мощность при холостом ходе равна нолю Рхх = О
б) При коротком замыкании: Iн кз= max
Iнкз= Е/ Ro = max,
т.е. Ркз= Е Iнкз- Iнкз Ro= Е* Е/ Ro- Е2/Ro = 0
Ркз= 0
Ø Вывод: полезная мощность при коротком замыкании равна нулю Ркз= 0
|
|