![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Теоретическая часть. Рассмотрим электрическую цепь постоянного тока, состоящую из источника тока с электродвижущей силой e
Рассмотрим электрическую цепь постоянного тока, состоящую из источника тока с электродвижущей силой e, внутренним сопротивлением r и сопротивлением внешней цепи R (рисунок 6.1). Основными характеристиками источника тока являются ЭДС e и внутреннее сопротивление r. Величина, равная работе сторонних сил над единичным положительным зарядом, называется электродвижущей силой (ЭДС) e, действующей в цепи или на ее участке. Следовательно, если работа сторонних сил над зарядом q равна А, то
Сопротивление соединительных проводников обычно мало, поэтому им можно пренебречь. Полная мощность, выделяемая в такой цепи, равна сумме мощностей, выделенных на внешнем и внутреннем участках цепи: P = PR + Pr, (6.1) где Р ‑ мощность, выделенная во всей цепи (полная мощность), Р = I e; PR ‑ мощность, выделенная на внешнем участке цепи (полезная мощность), PR = IUR; Pr ‑ мощность, выделенная внутри источника тока (потери мощности), Pr = IUr. В этих формулах UR и Ur соответственно падения напряжения на внешнем и внутреннем участках цепи; I - сила тока, которая может быть найдена по закону Ома для замкнутой цепи:
Тогда для мощности, выделенной во всей цепи, получим Аналогично преобразуем выражение для мощности, выделенной во внешней части цепи: Как видно из формул (6.3) и (6.4), мощность, выделенная во внешней цепи, и полная мощность источника тока зависят от ЭДС источника, его внутреннего сопротивления и сопротивления внешней цепи. Так как ЭДС источника и его внутреннее сопротивление, являющиеся характеристиками источника тока, не изменяются, то можно сказать, что как полная мощность, так и мощность, выделенная во внешней цепи, являются функциями сопротивления нагрузки R, т.е.: PR = f 1 (R), P = f 2 (R). Из выражения (6.4) следует, что полезная мощность зависит от сопротивления нагрузки. При R= 0, U= 0 (такой режим работы источника называют " коротким замыканием") мощность PR= 0. Если же R =¥ (при этом условии цепь разомкнута), то U= e и снова PR= 0. Если же сопротивление R нагрузки меняется в пределах от R= 0 до R =¥, то напряжение будет меняться от 0 до e, полезная мощность при этом должна иметь максимальное значение при определенном значении R. Найдем R, при котором PR принимает максимальное значение. Дифференцируя (6.4) по R и приравнивая нулю, получим: Так как ЭДС источника e¹ 0, то R = r.
|