Studium plné, užitečné energie a účinnosti současného zdroje. Vyšetřování závislosti výkonu a účinnosti současného zdroje z vnějšího zatížení, jakou energii bude oddělena ve vnější části řetězu

OHMA zákon pro plný řetěz:

I- Síla proudu v řetězci; E- elektromotorická síla současného zdroje obsaženého v řetězci; R rezistence vůči vnějšímu řetězci; R- interní proudový zdrojový odpor.

Napájení přidělené v externím řetězci

. (2)

Ze vzorce (2) je vidět, že s krátkým obvodem řetězu ( R.®0) a kdy R.® Tato síla je nula. Se všemi ostatními konečnými hodnotami R. napájení R. 1\u003e 0. V důsledku toho funkce R. 1 má maximum. Hodnota R. 0, odpovídající maximálnímu výkonu, může být získán, diferencování p1 podél R a rovnováž prvního derivátu na nulu:

. (3)

Ze vzorce (3), s přihlédnutím k tomu, že r a r jsou vždy pozitivní a e? 0, po jednoduchých algebraických transformacích, dostaneme:

Proto, síla vylučovaná ve vnějším řetězci dosahuje největší hodnoty s odolností vnějšího řetězce rovnající se vnitřnímu odolnosti proudu.

V tomto případě proud v řetězci (5)

rovna polovině proudu zkratu. V tomto případě dosáhne napájení vylučované v externím řetězci maximální hodnotarovnat se

Když je zdroj uzavřen pro externí odpor, proud proudí a ve zdroji a současně na vnitřním odporu zdroje existuje určité množství tepla. Výkon vynaložený na výběr tohoto tepla je rovna

V důsledku toho je celkový výkon přidělený v celém řetězci stanoven vzorcem

= I 2.(R + R.) = TJ (8)

ÚČINNOST

ÚČINNOST Současný zdroj je stejný . (9)

Ze vzorce (8) to vyplývá

ty. R. 1 Změny se změnou proudu v řetězci podél parabolického práva a bere nulové hodnoty na I \u003d 0 a AT. První hodnota odpovídá otevřenému obvodu (R \u003e\u003e R), druhý - zkrat (r<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

Tak, KPD. Dosáhne nejvyšší hodnoty H \u003d 1 v případě otevřeného obvodu (I \u003d 0) a poté klesá podle lineárního zákona, otočením na nulu s zkratem.

Závislost Power P 1, P plná \u003d EI a KP. Současný zdroj z proudu v obvodu je znázorněn na obr. 1.

Obr. 1. I. I. 0 E / R.

Z grafů je možné vidět, že se dostanete současně užitečnou moc a KP. To je nemožné. Když výkon přidělený v externí části řetězu P 1 dosáhne největší hodnoty, KP. V tomto bodě je 50%.

Způsob a postup měření

Sbírejte řetěz znázorněný na OBR. 2. Chcete-li to provést, nejprve klikněte levým tlačítkem myši nad tlačítkem ED. V dolní části obrazovky. Přesuňte značku myši do pracovní části obrazovky, kde jsou umístěny body. Klikněte levým tlačítkem myši v provozní části obrazovky, kde bude umístěn zdroj ED.

Dále postupně se zdrojem rezistoru zobrazujícího jeho vnitřní odpor (stisknutí tlačítka Preload v dolní části obrazovky) a ampérmetr (tlačítko tam). Poté umístil podobně zatížené odpory a voltmetr, měřicí napětí na zatížení.

Připojte připojovací vodiče. Chcete-li to provést, stiskněte tlačítko vodiče v dolní části obrazovky, poté přesuňte značku myši do pracovní plochy schématu. Klikněte levým tlačítkem myši na místech obrazovky obrazovky, kde musí být připojovací vodiče.

4. Nastavte hodnoty parametrů pro každou položku. Chcete-li to provést, klepněte levým tlačítkem myši na tlačítko se šipkou. Poté klikněte na tuto položku. Přesuňte značku myši do zobrazeného motoru, stiskněte levé tlačítko myši a přidržte jej dolů, změňte hodnotu parametru a nastavte číselnou hodnotu uvedenou v tabulce 1 pro vaši možnost.

Tabulka 1. Zdrojové parametry elektrický řetěz

volba

5. Nainstalujte odpor externího obvodu 2 Ohm, stiskněte tlačítko "Účet" a zapište čtení elektrických přístrojů do příslušných řádků tabulky 2.

6. Důsledně zvýšit odolnost externího řetězce o 0,5 Ohm od 2 Ohm až 20 Ohmů pomocí regulátoru a stisknutím tlačítka "Účet", napište odečty elektrických přístrojů v tabulce 2.

7. Vypočítejte podle vzorců (2), (7), (8), (9) P 1, P 2, P plné a h. Pro každou dvojici čtení voltmetrů a ampérmetrů a napište vypočtené hodnoty v tabulce 2.

8. Sestavte grafiku p 1 \u003d f (r), p 2 \u003d f (r), p 2 \u003d f (r), p je full \u003d f (r), h \u003d f (r) a u \u003d f (R) na jednom listu milimetrového papíru.

9. Vypočítejte chyby měření a vyvodte výsledky experimentů.

Tabulka 2. Měření a výsledky výpočtu






P plné, w

Otázky a úkoly pro sebeovládání

Zaznamenejte zákon Joule-Lenza v integrálních a diferenciálních formách.
Co je to krátký obvod?
Co je kompletní síla?
Jak je počítáno společností K.P.D. Zdrojový proud?
Prokázat, že největším užitečným výkonem je přiděleno v rovnosti vnější a vnitřní odolnosti vůči řetězci.
Je tvrzení pravda, že moc vylučovaná ve vnitřní části řetězce je konstantní pro tento zdroj?
Voltmetr připojený k klipům bateriového panelu kapesní lampy, který ukázal 3,5 V.
Pak byl voltmetr odpojen a lampa byla připojena k jeho místo, na které bylo napsáno: P \u003d 30 W, U \u003d 3,5 V. Lampa nevrátila.
Vysvětlit fenomén.
S alternativním uzávěrem baterie na odpor R1 a R2 v nich ve stejnou dobu se oddělí stejné množství tepla. Určete vnitřní odpor baterie.

Závislost výkonu a účinnosti současného zdroje z zatížení

Přístroje a příslušenství:laboratorní panel, dva baterie, miliammetr, voltmetr, variabilní odpory.

Úvod Nejrozšířenějšími zdroji DC jsou galvanické prvky, baterie, usměrňovače. Připojujeme se k současnému zdroji, který potřebuje svou elektrickou energii (žárovka, rádiový příjem, mikrocalculátor atd.). Tato část elektrického obvodu se nazývá běžné slovo - zatížení. Zatížení má nějaký elektrický odpor R. a spotřebovává ze zdroje současné síly I. I. (Obr. 1).

Zatížení tvoří vnější část elektrického obvodu. Existuje však vnitřní dent část řetězce - je to vlastně současný zdroj sám, má elektrický odpor r., To proudí stejný proud I. I.. Hranice mezi vnitřními a vnějšími úseky řetězce jsou svorky "+" a "-" proudový zdroj, ke kterému spotřebitele připojí

Na obr. 1 je zdroj proudu pokrytý obvodem zdvihu.

Současný zdroj s elektromotorickou silou E. Vytvoří v uzavřeném obvodovém proudu, jehož pevnost je určena ohmův zákon:

Když proud úniku R. a r. Přidělují tepelnou energii, určené zákon Jojle Lenza.Napájení ve vnější části řetězu R. e. - vnější výkon

Tato moc je užitečný.

Napájení uvnitř R. i. I. - vnitřní výkon. Není k dispozici pro použití, a proto je ztrátyzdrojový výkon

Úplný Zdroj proudu napájení R. Tam je součet těchto dvou termínů,

Jak je vidět z definic (2,3,4), každý z kapacit závisí na proudícím proudu az odolnosti odpovídající části řetězu. Zvažte tuto závislost odděleně.

Závislost napájeníP. e. , P. i. I. , P. z aktuálního zatížení.

S ohledem na zákon OHM (1), úplný výkon může být napsáno následovně:

Takto, plně zdrojový výkon je přímo proporcionální aktuální proud.

Výkon uvolněný na zatížení ( externí) tady je

Je nulová ve dvou případech:

1) I \u003d 0. a 2) E - IR \u003d 0. (7)

První podmínka je spravedlivá pro otevřený okruh, když R. , druhá odpovídá tzv. krátký uzávěr Zdroj, když odpor externího řetězce R. = 0 . Současně, proud v řetězci (viz vzorec (1)) dosáhne největší hodnoty - zkratový proud.

Ve stejnou dobu Úplný Síla se stává nejvyšší

R. nb. = Ei. kz. \u003d E. 2 / r.. (9)

Všechno to vyniká uvnitř zdroje.

Zjistěte, za jakých podmínek se externí energie stane maxi mal.. Závislost napájení P. e. Z proudu (viz vzorec (6)) parabolický:

Poloha maximální funkce definuje z podmínky:

dp. e. / di \u003d 0, dp e. / di \u003d e - 2ir.

Užitečný výkon dosáhne maximální hodnoty na aktuálním stavu

co je polovina zkratového proudu (8), (viz obr. 2):

Externí výkon s tímto proudem je

(12)

ty. Maximální externí výkon je čtvrtá část nejvyššího celkového zdrojového výkonu.

Výkon uvolněný na vnitřním odporu v proudu I. I. Max je definován následovně:

, (13)

ty. Je to také jedna čtvrtina největšího výkonu energie. Všimněte si, že když proud I. I. Max

P. e. = P. i. I. . (14)

Když proud v řetězci hledá největší hodnotu I. I. kz. , Vnitřní výkon

ty. rovna nejvyššímu zdroji (9). To znamená, že veškerá moc zdroje vyniká vnitřní Odolnost, která je samozřejmě škodlivá z hlediska bezpečnosti současného zdroje.

Charakteristický bod grafiky znaků P. e. = P. e. (I. I.) znázorňující na obr. 2.

Účinnost Odhaduje se provoz současného zdroje efektivní účinnost. Účinnost je poměr užitečného výkonu k celkovému zdrojovému výkonu:

 = P. e. / P..

Použití vzorce (6), výraz pro účinnost může být napsán následovně:

. (15)

Ze vzorce (1) je to vidět E. – IR = IR tam je napětí U. na vnější odpor. Následně účinnost

 = U./ E. . (16)

Z výrazu (15) to také následuje

 = (17)

ty. Účinnost zdroje závisí na proudu v řetězci a má tendenci k největší hodnotě rovné jednomu, při současném I. I.  0 (Obr. 3) . S nárůstem proudu se účinnost účinnosti klesá podle lineárního zákona a otočí se na nulu s krátkým obvodem, když se proud v řetězce stane největším I. I. kz. = E./ r. .

Z parabolické povahy závislosti externího výkonu z proudu (6) vyplývá, že jeden a stejný výkon na zátěž P. e. Lze jej získat ve dvou různých proudových hodnotách v řetězci. Z vzorce (17) a z harmonogramu (obr. 3) lze vidět, že za účelem získání ze zdroje větší účinnosti je práce výhodnější při nižších nákladních proudu, tento koeficient je zde vyšší.

2. Závislost výkonuP. e. , P. i. I. , P. od odolnosti proti zatížení.

Zvážit závislost Plné, užitečné a vnitřní napájení z externí odporR. V řetězci zdroje s EMF E. a vnitřní odpor r..

Úplný Výkon vyvinutý zdrojem může být napsán následovně, pokud ve vzorci (5) nahrazuje expresi proudu (1):

Tak úplný výkon závisí na odolnosti proti zatížení R.. Je to nejvyšší řetěz s krátkým obvodem, když odolnost proti zatížení apeluje na nulu (9). S rostoucí odolností proti zatížení R. Celý výkon se snižuje, usiluje o nulu, když R.   .

Na vnějším odporu vyniká

(19)

Vnější Napájení R. e. Je součástí plné energie R. a jeho hodnota závisí na poměru odporu R./(R.+ r.) . S krátkým uzávěrem je externí výkon nulový. S rostoucím odporem R. Nejprve se zvyšuje. Pro R.  r. Externí výkon je zavázán k dokončení. Samotná síla však stává malým, protože celková výkonová snižuje (viz vzorec 18). Pro R.  Externí výkon má tendenci nulové.

Co by mělo být odolnost proti zatížení, aby se dostal z tohoto zdroje maximum Externí (užitečný) výkon (19)?

Najděte maximum této funkce z podmínky:

Rozhodování této rovnice dostaneme R. Max \u003d. r..

Takto, ve vnějším řetězci se maximální výkon odlišuje, pokud je jeho odolnost rovná vnitřnímu odolnosti proudu zdroje. Současně je stav proudu v řetězci stejný E./2 r., ty. Poloviční proudový zkrat (8). Maximální užitečný výkon s takovou odolností

(21)

který se shoduje s tím, co bylo získáno výše (12).

Napájení uvolněno na vnitřním odporu zdroje

(22)

Pro R. P. i. I.  P., a kdy R.=0 dosáhne největší hodnoty P. i. I. Nb. = P. nb. = E. 2 / r.. Pro R.= r. Vnitřní síla je napůl plná, P. i. I. = P./2 . Pro R. r. Snižuje téměř stejný jako úplný (18).

Závislost účinnosti na odolnost vnější části řetězce je vyjádřena následujícím způsobem:

 = (23)

Výsledný vzorec znamená, že účinnost má tendenci nulu, když se odolnost proti nule přibližuje, a účinnost má tendenci s největší hodnotou rovnou jednom, se zvýšením odolnosti proti zatížení R. r. . Ale užitečná moc ve stejnou dobu klesá téměř jako 1/ R. (viz vzorec 19).

Napájení R. e. dosáhne maximální hodnoty, když R. max = r.Účinnost se rovná vzorci (23),  = r./(r.+ r.) = 1/2. Takto, podmínkou pro získání maximální užitečné výkonu se neshoduje s podmínkou pro získání největší účinnosti.

Nejdůležitějším výsledkem zvážení je optimální koordinace zdrojových parametrů s povahou zatížení. Zde můžete přidělit tři oblasti: 1) R. r., 2)R. r., 3) R. r.. První Případ probíhá tam, kde je nízký výkon vyžadován od zdroje po dlouhou dobu, například v elektronických hodinách, mikroprocesátory. Rozměry takových zdrojů jsou malé, dodávka elektrické energie v nich je malá, musí být ekonomicky utrácet, takže by měly pracovat s vysokou účinností.

Druhý Případ je zkrat v zatížení, při kterém je veškerý výkon zdroje zvýrazněn v něm a vodiči spojující zdroj s zatížením. To vede k jejich nadměrnému vytápění a je poměrně běžnou příčinou požárů a požárů. Proto je zkratem vysoce výkonných zdrojů (Dynamo stroje, baterie, usměrňovače) je extrémně nebezpečný.

V třetí Případ ze zdroje Chcete alespoň maximální výkon krátký Čas, například při spuštění motoru automobilu pomocí elektrického startéru, hodnota účinnosti není tak důležitá. Startér je na krátkou dobu zapnuta. Dlouhodobý provoz zdroje v tomto režimu je téměř nepřijatelný, protože vede k rychlému vypouštění autobaterie, jeho přehřátí a další problémy.

Pro zajištění práce chemických zdrojů proudu v požadovaném režimu jsou připojeny k určitému způsobu v tzv. Baterie. Prvky v baterii mohou být připojeny postupně, rovnoběžné se smíšeným obvodem. To nebo že schéma sloučeniny je určeno odolností proti zatížení a spotřebě proudu.

Nejdůležitějším provozním požadavkem na energetickou instalaci je vysoká účinnost jejich práce. Z vzorce (23) je možné vidět, že účinnost má tendenci s jednotou, pokud interní odpor současného zdroje není ve srovnání s odolností proti zatížení

Souběžně můžete připojit prvky, které mají stejný EMF. Sjednocený n. identické prvky, pak z takové baterie můžete získat proud

Tady r. 1 - Odolnost jednoho prvku, E. 1 - EDC jednoho prvku.

Takové spojení je výhodné použít při nízkých dobrovolných zatížení, tj. pro R. r.. Vzhledem k tomu, že celkový vnitřní odolnost baterie v paralelním spojení se snižuje n. jednou porovnávejte s odporem jednoho prvku, může být v blízkosti odolnosti proti zatížení. Vzhledem k tomu se zvyšuje účinnost zdroje. Zvyšuje B. n. jednou a energetickou kapacitu baterie prvků.

 r., Je to výhodnější připojit prvky v baterii postupně. Zároveň bude Baterie EDC v n. ještě jednou EDC jednoho prvku a ze zdroje můžete získat požadovaný proud

Účeltato laboratorní práce je experimentální kontrola Teoretické výsledky získané nad závislostí celkového, vnitřního a vnějšího (užitečného) výkonu a účinnosti zdroje jak z pevnosti proudu spotřebovaného a na odolnost proti zatížení.

Popis instalace. Pro studium provozních charakteristik současného zdroje se použije elektrický obvod, jehož diagram je znázorněn na Obr. 4. Dva alkalické baterie NKN-45 se používají jako proudový zdroj, který je připojen. následovník - ne v jedné baterii Prostřednictvím odporu r. který simuluje vnitřní kontakt zdroje.

Jeho začlenění uměle Zvyšuje vnitřní odolnost baterie-větší, že 1) chrání je před přetížením při přepnutí do režimu zkratu a 2) umožňuje měnit vnitřní odpor zdroje na žádost experimentátoru. Jako zatížení (odolnost vnějšího řetězce)
dva variabilní odpor jsou rime R. 1 a R. 2 . (Jedna hrubá úprava, druhá - tenká), která zajišťuje hladkou regulaci proudu v širokém rozsahu.

Všechna zařízení jsou namontována na laboratorním panelu. Rezistory jsou upevněny pod panelem, jejich ovládací knoflíky a svorky se zobrazují nahoru, o kterých jsou vhodné nápisy.

Měření. 1. Nainstalujte spínač P.v neutrální poloze, spínač Vc.odpojit. Perné odpory Otočte proti směru hodinových ručiček, dokud se nezastaví (neodpovídá největšímu odolnosti proti zatížení).

Sbírejte elektrický obvod podle schématu (obr. 4), ne přípojný Současné zdroje.

Po kontrole shromážděného řetězce u učitele nebo laboratorního asistenta připojte baterie E. 1 a E. 2 Pozorováním polarity.

Nastavte zkratový proud. Chcete-li to udělat, položte přepínač P. Do polohy 2 (vnější odolnost je nula) a pomocí odporu r. Nastavte šíp miliametrů do limitu (nejvíce vpravo) dělení přístroje - 75 nebo 150 mA. Díky odporu r. V laboratorní instalaci schopnost regulovat Vnitřní odpor současného zdroje. Vnitřní odpor je ve skutečnosti trvalou hodnotou pro tento typ zdrojů a nelze ji změnit.

Dát přepínač P. v nařízení 1 , čímž se zapne externí odpor (zatížení) R.= R. 1 + R. 2 ve zdrojovém řetězci.

Změna proudu v řetězci po 5 ... 10 mA od největší až nejmenší hodnoty pomocí odporů R. 1 a R. 2 , Zapište si čtení miliammetru a voltmetrů (napětí na zatížení U.) ve stole.

Dát přepínač P. v neutrální poloze. V tomto případě je k proudu zdroje připojen pouze voltmetr, který má poměrně velkou odolnost ve srovnání s vnitřním odporem zdroje, takže čtení voltmetrů bude o něco menší než EDC zdroj. Vzhledem k tomu, že nemáte jinou příležitost určit svou přesnou hodnotu, zůstane vezmeme svědectví o voltmetru E.. (Pro více informací o tom naleznete v tématu Laboratorní práce č. 311).

pp.	ma.	P. e. ,	P. i. I. ,	R.,

Výsledky zpracování. 1. Pro každou aktuální hodnotu vypočítat:

plný výkon podle vzorce (5),

externí (užitečná) výkon podle vzorce

vnitřní výkon z poměru

odolnost vůči vnější části řetězu z OHM zákona R.= U./ I. I.,

CPD současného zdroje podle vzorce (16).

Sestavte závislost grafiky:

plná, užitečná a vnitřní výkon z aktuálního I. I. (na jedné tabletě),

plná, užitečná a vnitřní výkon od rezistence R. (také na jedné tabletě); Je rozumné vybudovat pouze část grafu odpovídající jeho nízkoobjemové části a poklesu 4-5 experimentálních bodů z 15 ve vysoce pozměněné oblasti,

Účinnost zdroje z hodnoty spotřebovaného proudu I. I.,

Účinnost odolnosti proti zatížení R..

Z grafů P. e. z I. I. a P. e. z R. určete maximální užitečný výkon v externím řetězci P. e. Max.

Od plánu P. e. z R. Určete vnitřní odpor současného zdroje r..

Z grafů P. e. z I. I. a P. e. z R. Najít CPD aktuálního zdroje, když I. I. max a pro R. max .

Otázky řízení

1. Nakreslete obvod elektrického obvodu použitého v provozu.

2. Jaký je zdroj? Co je to zatížení? Jaký je vnitřní pozemek řetězců? Kde začíná vnější část řetězce a kde je vnější část konce řetězu? Jaký je variabilní odpor r. ?

3. Co se nazývá externí, užitečná, interní, plná kapacita? Jaká moc je ztráta?

4. Je-li užitečná moc v této práci nabízena pro počítání na vzorci P. e. = Iu., ne vzorec (2)? Tato doporučení ospravedlnit.

5. Vytvořte experimentální výsledky získané pomocí vypočtené v metodickém manuálu, a to jak ve studiu závislosti výkonu proudu a odolnosti proti zatížení.

Zdroje tokAbstrakt \u003e\u003e Fyzika

Pokračuje z 3 až 30 minut závislosti z Teplota ... napájení (do 1,2 kW / kg). Doba vybití nepřesahuje 15 minut. 2.2. Ampulov. zdroje tok ... Pro vyhlazování oscilací zatížení V napájecích systémech v ... by měly být relativně nízké KPD. (40-45%) a ...

Napájení Harmonické výkyvy v elektrických obvodech

Přednáška \u003e\u003e Fyzika

... z zdroj v zatížení Nezbytný průměr přichází napájení. Od komplexních napětí a toki. ... zatížení a vyvinutý generátor napájeníse rovná  \u003d 0,5. S rostoucím Rh - průměrem napájení snižuje, ale roste KPD.. Plán závislosti KPD. ...

Abstrakt \u003e\u003e Komunikace a komunikace

... napájení Zařízení - spotřebovaná napájení Zařízení - výstup napájení Zařízení - KPD. Přístroje přijímají KPD. ... což je B. závislosti z Hloubka nařízení ... Trvalý nezávislý z Změna tok zatížení. W. zdroje Jídlo s ...

Kurz \u003e\u003e Fyzika

... napájení UPS děleno Zdroje nepřerušovaný výkon Malajsko napájení (s plným napájení ... z Baterie, mínus - pokles KPD. ... tok. ve srovnání s nominální hodnotou tok zatížení. ... 115 v v závislosti z zatížení; Atraktivní vzhled ...

Možnost 1
V elektrickém obvodu, jehož schéma je znázorněno na obrázku, jsou měřicí přístroje dokonalé, voltmetr ukazuje hodnotu napětí 8 V a ammetrem je hodnota proudu 2 A. Jaké množství tepla je Zvýrazněn v rezortu v 1 sekundu?
Obrázek ukazuje obvod elektrického obvodu, včetně stejnosměrného zdroje, perfektního voltmetru, klíče a rezistoru. Svědectví voltmetr s uzavřeným klíčem je 3krát nižší než čtení voltmetru, když je klíč otevřen.
Lze argumentovat, že vnitřní odpor současného zdroje
Obrázek ukazuje elektrický řetězec. Voltmetr ukazuje napětí 2 V. S ohledem na Ammetr a voltmetr ideální, určete odečty ampérmetru.

Obrázek ukazuje elektrický řetězec. Ammetr a voltmetr zvážit ideální. Voltmetr ukazuje napětí 12 V. Ampmeret ukazuje aktuální sílu

Obrázek ukazuje okruh elektrického obvodu. Přes jaký odpor proudí největší proud?
Obrázek ukazuje okruh elektrického obvodu. Podle sekce AV teče trvalý proud 4 A. Jaké napětí ukazuje dokonalý voltmetr, pokud je odpor 1 ohmy?
Obrázek ukazuje schéma části elektrického obvodu sestávajícího ze tří odporů R1, R2, R3. Která z následujících výkresů je uvedena elektrický obvod Je tento graf řetězu ekvivalentní specifikovaném?

8. na současný zdroj s EDC 9 a vnitřní odporem 1 OHM, připojený odpor s odporem odporu 8 OHM; plochý kondenzátor. V instalovaném režimu je pevnost elektrického pole mezi kondenzačními deskami 4. Určete vzdálenost mezi svými deskami.

Možnost 2.
1. Student sestavil elektrický obvod zobrazený na obrázku. Jaká energie je dostupná ve vnější části obvodu, když proud proudí po dobu 10 minut? Požadovaná data jsou uvedena ve schématu. Ammetr je považován za ideální.
2. Současný zdroj má EMF 6 V, vnitřní odpor 1 ohmů, R1 \u003d 1 ohm R2 \u003d R3 \u003d 2 Ohms. Jaký silový proud protéká zdrojem?

3. Obrázek ukazuje elektrický obvod. Ammetr a voltmetr zvážit ideální. Voltmetr ukazuje napětí 12 V. Ampmeret ukazuje aktuální sílu

4. Obrázek ukazuje elektrický obvod. Ammetr a voltmetr zvážit ideální. Voltmetr ukazuje napětí 2 V. Ampmeret ukazuje aktuální sílu

5. Obrázek ukazuje okruh elektrického obvodu. Přes jaký odpor proudí nejmenší proud?
6HA obrázek ukazuje okruh elektrického obvodu. Podle sekce AV teče trvalý proud 6 A. Jaké napětí ukazuje dokonalý voltmetr, pokud je odpor 1 ohmy?
7.
Obrázek ukazuje schéma části elektrického obvodu sestávajícího ze tří odporů R1, R2, R3. Která z následujících výkresů ukazuje elektrické schéma této části řetězce ekvivalentní specifikovanému?

8. Do současného zdroje s EDC 10 a vnitřní odporem 1 Ω byl připojen paralelní připojený odpor s 8. odolností a plochým kondenzátorem, vzdálenost mezi deskami, z nichž je 4 cm. Co je to síla elektrického pole talíře kondenzátoru?

Aplikované soubory

1. Jaká je doba průchodu proudu silou 5 a podle vodiče, pokud při napětí na jeho konci 120V v vodiči množství tepla rovného 540 kJ? (Dejte odpověď v sekundách.)

2. V elektrickém ohřívači se nezměněným odporem spirály, přes kterou proudí konstantní proud, v průběhu času t. Rozlišuje se množství tepla Q.. Je-li aktuální a čas t. Zvětšit dvakrát, kolikrát se množství tepla uvolněného v ohřívači zvýší?

3. Rezistor 1 s elektrickým odporem 3 ohmů a odpor 2 s elektrickým odporem 6 ohmů je součástí DC obvodu. Co se rovná poměru množství tepla uvolněného na odporu 1, do množství tepla uvolněného na rezistoru 2 současně?

4. Obrázek ukazuje časovou osu aktuální síly v žárovce z napětí na svorkách. Jaká je síla proudu v lampě při napětí 30 v? (Dejte odpověď ve wattech.)

Student sestavil elektrický řetěz zobrazovaný na obrázku. Jaká energie je dostupná ve vnější části obvodu, když proud proudí po dobu 10 minut? (Odpověď Express na CJ. Požadovaná data jsou uvedena ve schématu. Ampmeret je považován za ideální.)

6. Na současný zdroj s EDC 2 je připojen kondenzátor s kapacitou 1 μF. Jaká práce dělala zdroj při nabíjení kondenzátoru? (Odpověď v ICD.)

7. Na současný zdroj s EDC 2 je připojen kondenzátor s kapacitou 1 μF. Jaké teplo je zvýrazněno v obvodu v procesu nabíjení kondenzátoru? (Dejte odpověď na ICJ.) Účinky radiace zanedbaných.

8. K dokonalému zdroji proudu s EDC 3 v kondenzátoru s kapacitou 1 μF jednou odporem A podruhé - přes odpor Kolikrát v druhém případě se teplo uvolňovalo na odporu, více ve srovnání s prvními? Zanedení záření.

9. K současnému zdroji s EDC 4 V a vnitřním odporem Připojené odolnost proti zatížení. Co by mělo být rovnocenné účinnosti zdroje, aby bylo 50%? (Odpověď v Omah.)

10. V elektrickém obvodu, jehož schéma je znázorněno na obrázku, jsou měřicí přístroje dokonalé, voltmetr ukazuje hodnotu napětí 8 V a ammetrem je hodnota proudu 2 A. Jaké množství tepla je Zvýrazněn v rezortu v 1 sekundu? (Dejte odpověď v Joulech.)

11. Místnost je osvětlena čtyřmi stejnými paralelními žárovkami. Spotřeba elektřiny za hodinu je stejná Q.. Co by mělo být počet paralelních žárovek, takže spotřeba elektřiny za hodinu je rovna 2 Q.?

12. Rychlovarná konvice s výkonem 2,2 kW je navržena tak, aby zahrnovala v elektrické síťové napětí 220 V. Určete proud v topném prvku konvice, když funguje v takové síti. Odpověď na to, aby se v Amperes.

13. Na bydlení elektrikářského seznamu je nápis: "220 V, 660 W". Najít sílu spotřebovanou Rostherem. (Odpověď Dejte v Amperes.)

14. Na základně elektrické žárovky je napsáno: "220 V, 60 W". Dva takové lampy jsou připojeny paralelně a připojují se k 127 V. Napětí Jaký výkon bude zvýrazněn ve dvou svítidlech s takovou metodou připojení? (Odpověď na vložení wattů, zaokrouhleno na celé číslo.) Při řešení problému se domnívají, že odpor lampy nezávisí na aplikovaném napětí na něj.

15. V základně elektrické žárovky je napsáno: "220 V, 100 W." Tři takové lampy jsou připojeny paralelně a připojeny k napětí 127 V. Jaký výkon bude zvýrazněn ve třech těchto lampách s takovou metodou připojení? (Odpověď na vložení wattů, zaokrouhleno na celé číslo.) Při řešení problému se domnívají, že odpor lampy nezávisí na aplikovaném napětí na něj.

16. Ve školní laboratoři existují dva vodič kruhového sekce. Odpor prvního vodiče je 2násobek odolnosti druhého vodiče. Délka prvního vodiče je 2krát delší než délka sekundy. Když jsou tyto vodiče připojeny ke stejným zdrojům stálého napětí pro stejné časové intervaly ve druhém vodiči, množství tepla je 4krát větší než v první. Jaký je poměr poloměru druhého vodiče k poloměru prvního vodiče?

17. Ve školní laboratoři existují dva vodič kruhového sekce. Odpor prvního vodiče je 2násobek odolnosti druhého vodiče. Délka prvního vodiče je 2krát delší než délka sekundy. Při připojování těchto vodičů ke stejným zdrojům stálého napětí pro stejné časové intervaly ve druhém vodiči je množství tepla 4krát menší než v první. Jaký je poměr poloměru prvního vodiče k poloměru druhého vodiče?

18. R. 1, který je součástí elektrického obvodu, jehož diagram je znázorněn na obrázku? (Odpověď na watts.) R. 1 \u003d 3 ohmy, R. 2 \u003d 2 ohmy, R.

19. Jakou moc je zvýrazněn v odporu R. 2, který je součástí elektrického obvodu, jehož diagram je znázorněn na obrázku? (Odpověď na watts.) R. 1 \u003d 3 ohmy, R. 2 \u003d 2 ohmy, R. 3 \u003d 1 OHM, EMF zdroje 5 V, vnitřní odolnost zdroje je zanedbatelná.

20. R. \u003d 16 ohmů a napětí mezi body A. a B.je 8. století? Odpověď na přivedení wattů.

21. Jaký výkon je zvýrazněn v řezu řetězu, jehož diagram je znázorněn na obrázku, pokud R. \u003d 27 ohm a napětí mezi body A. a B.je 9. století? Odpověď na přivedení wattů.

22. I. I. \u003d 6 A. Jaký je proud proudu, že ampérmetr ukazuje? (Dejte odpověď v Amperes.) Amplimeter odolnost proti zanedbávání.

23. Odpor s odporem je připojen ke zdroji proudu s EDC a vnitřním odporem Pokud tento odpor připojit k proudu zdroji s EDC a vnitřní odpor Která doba se zvýší výkon přidělený v tomto odporu?

24.

I. I. U. na lampě. Taková lampa byla spojena se zdrojem trvalého napětí 2 W. Jaký druh práce bude elektrický proud v vlákně zahrnuta vlákna za 5 sekund? Odpověď Express v J.

25.

Graf ukazuje experimentálně získanou závislost proudu I. I.tekoucí žárovkou, od napětí U. na lampě. Taková lampa byla připojena ke zdroji konstantního napětí 4 V. Jaký druh práce bude elektrický proud v vlákně lampy spustí za 10 sekund? Odpověď Express v J.

26. Prostřednictvím řetězového řezu (viz obrázek) je trvalý proud I. I. \u003d 4 A. Jaká síla bude zobrazovat perfektní ampérmetr v tomto řetězci, pokud odpor každého odporu r. \u003d 1 ohmy? Odpověď Express v Amperes.

27. Bodový kladný náboj hodnoty 2 μCl je umístěn mezi dvě rozšířené desky, rovnoměrně obviněné s různými poplatky. Modul pevnosti elektrického pole vytvořený pozitivně nabitou deskou je 10 3 kV / m, a pole vytvořené negativně nabitou deskou je 2krát více. Určete modul elektrického napájení, který bude působit na zadaném bodovém poplatku.

28. Bodový kladný náboj hodnoty 2 μCl je umístěn mezi dvě rozšířené desky, rovnoměrně nabité pozitivní poplatky. Modul napětí elektrického pole vytvořeného jednou deskou je 10 3 kV / m, a pole vytvořené druhou deskou je 2krát více. Určete modul elektrického napájení, který bude působit na zadaném bodovém poplatku. Odpověď Dejte Newton.

29.

Z, odpor rezistence R. a K. Kondenzátor je nabitý napětím U. \u003d 20 V. Charge na deskách kondenzátoru je stejný q. \u003d 10 -6 Cl. Jaké množství tepla je zvýrazněno v rezistoru po zavření klíče? Odpověď vyjadřuje ICD.

30.

Obrázek ukazuje obvod obvodu sestávající z kapacitního kondenzátoru Z, odpor rezistence R. a K. Kapacitní kondenzátor C. \u003d 1 μf a je nabitý napětím U. \u003d 10 V. Jaké množství tepla je zvýrazněno v rezistoru po zavření klíče? Odpověď vyjadřuje ICD.

31. Pojistka elektroměru v apartmánovém napětí 220V je vybavena nápisem: "6 A". Jaký je maximální celkový výkon elektrických zařízení, která mohou být současně zahrnuta do sítě, takže pojistka není roztavena? (Odpověď ve wattech)

Laboratorní práce číslo 3.7.

Výzkum užitečné energie a účinnosti současných zdrojů

Příjmení i.o. _____________ Skupina ______ Datum ______

Úvod

Účelem této práce je experimentálně zkontrolovat teoretické závěry o závislosti užitečného výkonu a účinnosti současného zdroje z odolnosti proti zatížení.

Elektrický obvod se skládá z proudu zdroje, zásobování vodičů a zatížení nebo spotřebitele proudu. Každý z těchto prvků řetězce má odpor.

Odolnost přívodních vodičů je obvykle velmi malá, takže mohou být zanedbávány. V každé části řetězce bude energetická energie spotřebována. Velmi důležitým praktickým významem je otázka účelných výdajů elektrické energie.

Celkový výkon p, zvýrazněný v řetězci, bude vyrobeno z kapacit přidělených ve vnějším a vnitřním částech řetězce: P \u003d i 2 · r + i 2 · r \u003d i 2 (r + r). Tak jako I (r + r) \u003d εT. P \u003d i ·,

kde r je vnější odolnost; R - vnitřní odpor; ε - zdrojový zdroj EMF.

Celkový výkon vylučovaný v obvodu je tedy vyjádřen průběhem proudu pro EMF prvku. Tato moc je přidělena z důvodu jakýchkoli zdrojů třetích stran; Takové zdroje energie mohou být například chemické procesy, které se vyskytují v prvku.

Zvažte, jak výkon přidělený v obvodu závisí na vnějším odporu R, ke kterému je prvek zavřený. Předpokládejme, že prvek tohoto EMF a tento vnitřní odpor R uzavírá vnější odpor R; Určete závislost na r plném výkonu p, je přidělena v řetězci, výkonu p a, izolované ve vnější části řetězce a účinnost.

Síla proudu I v řetězci je vyjádřena podle zákona OMA podle poměru

Plná moc vylučovaná v řetězci bude rovna

S nárůstem R kapky napájení, usilující o asymptoticky na nulu s neomezeným zvýšením R.

Výkon uvolněný ve vnější části řetězu se rovná

Je vidět, že užitečná síla p a je nula ve dvou případech - v r \u003d 0 a r \u003d ∞.

Zkoumání funkce Р а \u003d f (r) na extremum, získáme, že r a dosáhne maximum v r \u003d r, pak

Aby bylo zajištěno, že je dosaženo maximálního výkonu P A v R \u003d R, vezměte derivát P A externím odporem

Maximálním podmínkou je rovnost nutná k nulování prvního derivátu

r 2 \u003d R 2

R \u003d r.

Můžete se ujistit, že podle této podmínky obdržíme maximum, a ne alespoň pro P A, definování znaku druhého derivátu.

Účinnost účinnosti (účinnost) η zdroje EMF je hodnota poměru výkonu PA, který se uvolňuje ve vnějším řetězci, na celkovou sílu p, vyvinutých zdrojem EMF .

V podstatě, účinnost zdroje EMF označuje, která podíl práce třetích stran je transformována na elektrickou energii a je dána vnějšímu řetězci.

Vyjádření výkonu přes proud I, rozdíl potenciálů ve vnějším okruhu U a velikost elektromotorické síly ε, získáme

To znamená, že účinnost zdroje EDC se rovná poměru vnějšího řetězce k EMF. V podmínkách použitelnosti zákona OHM můžete dále nahradit U \u003d ir; ε \u003d i (r + r), pak

Proto v případě, kdy se veškerá energie spotřebovává na teplo Lenz-jowle, účinnost zdroje EDC se rovná poměru vnějšího odolnosti vůči odolnosti plného řetězce.

Při r \u003d 0 máme η \u003d 0. Se zvyšujícím se r se zvyšuje účinnost, má tendenci k hodnotě η \u003d 1 s neomezeným zvýšením r, nicméně, výkon uvolněný ve vnějším řetězci má tendenci na nulu. Proto jsou požadavky na současnou přípravu maximálního užitečného výkonu při maximální účinnosti neproveditelné.

Když R A dosáhne maxima, pak η \u003d 50%. Když je účinnost η blízko jedné, užitečný výkon je malý ve srovnání s maximálním výkonem, který by se tento zdroj mohl rozvíjet. Pro zvýšení účinnosti je proto nutné snížit vnitřní odolnost zdroje EMF, například baterie nebo dynamo stroj.

V případě R \u003d 0 (zkrat) R A \u003d 0 a veškerý výkon je zvýrazněn ve zdroji. To může vést k přehřátí vnitřních částí zdroje a odvození. Z tohoto důvodu nejsou povoleny krátké obvody zdrojů (Dynamo stroje, dobíjecí baterie)!

Na Obr. 1 křivka 1 dává závislost výkonu p a, izolované ve vnějším řetězci, od rezistence vnější části obvodu R; Křivka 2 dává závislost na r plné výkonu p; Křivka 3 - průběh účinnosti η ze stejné vnějšího odporu.

Postup pro provádění práce

1. Přečtěte si schéma na stojanu.

2. Namontujte odpor R \u003d 100 Ohm pomocí úložiště.

3. Zavřete klíč K.

4. Proudová měření v řetězci postupně pro různé devíti odolnosti v obchodě odolnosti, od 100 ohmů a vyšší. Udělejte v tabulce výsledky měření současné síly, vyjadřují je v Amperes.

5. Vypněte klíč K.

6. Vypočítat pro každý odpor P, R A (ve wattech) a η.

7. Sestavte grafy P, R A a η od R.

Otázky řízení

1. Co se nazývá účinnost zdroje EMF?

2. Vyjměte vzorec účinnosti zdroje EDC.

3. Jaká je užitečná síla zdroje EMF?

4. Vyjměte vzorec pro užitečný výkon zdroje EDC.

5. Jaký je maximální výkon přidělený v externím řetězci (RA) Max?

6. S jakou hodnotou R FULLOW POWER P vydaném v řetězci maximálně?

7. Jaká je účinnost source EMF na (RA) Max?

8. Výzkumná funkce (RA) \u003d f (r) na extrémě.