Работа и мощность тока

Работа Δ A электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло Δ Q, выделяющееся на проводнике.

Мощность электрического тока равна отношению работы тока Δ A к интервалу времени Δ t, за которое эта работа была совершена:

3. Правила Кирхгофа для расчета разветвленных цепей постоянного тока.

Первое правило Кирхгофа:

Алгебраическая сумма сил токов для каждого узла в разветвленной цепи равна нулю:

Второе правило Кирхгофа:

Алгебраическая сумма произведений сопротивления каждого из участков любого замкнутого контура разветвленной цепи постоянного тока на силу тока на этом участке равна алгебраической сумме ЭДС вдоль этого контура.

4. Основные режимы работы электрических цепей
Выделяют три основных режима работы: нагрузочный (или согласованный), режим короткого замыкания, а также режим холостого хода. Они отличаются друг от друга нагрузкой на электрическую цепь.

Нагрузочный или согласованный режим работы.

К реальному источнику подключается нагрузка – потребитель электрической энергии. Если суммарное электрическое сопротивление нагрузки R, то закон Ома для полной (замкнутой) цепи:

(8)

Напряжение на нагрузке в соответствии с законом Ома для участка цепи:

Эквивалентная электрическая схема полной цепи включает в себя реальный источник э.д.с. и резистор, сопротивление которого равно сопротивлению нагрузки (рис.2).

Электрическое сопротивление нагрузки может принимать значения от R = 0 до R = ∞.

Режим холостого хода

При R = ∞ (обрыв цепи) наблюдается режим холостого хода (х.х.). В таком режиме сила тока в цепи:

Напряжение на нагрузке:

То есть, в опыте х.х. можно определить значение э.д.с., генерируемой источником реальной э.д.с.. Для определения значения э.д.с. необходимо к зажимам источника подсоединить вольтметр с бесконечно большим входным сопротивлением.

Мощность, выделяемая в нагрузке:

Режим короткого замыкания

При R = 0 наблюдается режим короткого замыкания (к.з.). Обычно режим к.з. является аварийным. При таком режиме сила тока в цепи (ток короткого замыкания):

Напряжение на нагрузке:

Мощность, выделяемая в нагрузке:

5.

э.д.с.(B)
r (Ом)
R (Ом)
N	max
Найти n (количество резисторов)
Решение
при N max
R(n) - сопротивление нагрузки (общее сопротивление параллельно соединённых резисторов) равно r
1/R(n)=n*1/R	n=R/R(n)=

6.

К.п.д. источника:

(1)

Напряжение на нагрузке при согласованном режиме в соответствии с законом Ома для участка цепи:

(2)

Подставим (2) в (1):

где R - эквивалентное сопротивление нагрузки;

при R = r к.п.д. источника равен 50 %

7. Характеристики источника э.д.с

1). Значение, развиваемой ими э.д.с., которое зависит от природы процессов, происходящих внутри источника (химических, магнитных, механических и т.п., но только не электростатических). Оно определяется работой сторонних сил по переносу единичного положительного заряда из точки с меньшим в точку с большим потенциалом и может быть выражено через напряженность поля сторонних сил Е_стор по аналогии связи напряженности электростатического поля с разностью потенциалов:

j₁ - j₂ = =

2). Значение внутреннего сопротивления r источника, которое определяется его конструкцией.