Praeguse allika täieliku ja kasuliku võimsuse ja tõhususe uurimine. Praeguse allika võimsuse ja tõhususe sõltuvuse uurimine välisest koormusest Mis energia eraldatakse keti välimises osas

OHMA seadus täieliku ahela jaoks:

I- voolu võimsus ahelas; Ahelas sisalduva praeguse allika e-elektromotoorne tugevus; R resistentsus välise ahela suhtes; R - sisemine praegune allika resistentsus.

Välise ahelaga eraldatud võimsus

. (2)

Valemis (2) võib näha, et lühikese ahela ahelaga ( R.®0) ja koos R.® See võimsus on null. Kõigi teiste piiratud väärtustega R. võimsus Riba 1\u003e 0. Järelikult funktsioon Riba 1 on maksimaalne. Väärtus R. 0, mis vastab maksimaalsele võimsusele, võib saada, eristades P 1 piki R ja võrdsustatakse esimese derivaadi nulliga:

. (3)

Alates valemist (3), võttes arvesse asjaolu, et R ja R on alati positiivsed ja e? 0, pärast lihtsate algebraliste transformatsioonide pärast saame:

Seega, välisheites sekreteeritud võimsus jõuab suurema väärtusega välimise ahela vastupanu vastu, mis võrdub praeguse allika sisemise vastupidavusega.

Sel juhul praegune keti (5)

võrdne poole lühise vooluga. Sellisel juhul jõuab välise ahelaga sekreteeritud võimsus oma maksimaalne väärtusvõrdne

Kui allikas on välisele resistentsusele suletud, voolab ja allika voolab ja allika sisemise takistuse korral on olemas teatud kogus soojust. Selle soojuse valimisel kulutatud võim on võrdne

Järelikult määratakse kogu ahelas eraldatud koguvõimsus valemiga

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

Efektiivsus

Efektiivsus Praegune allikas on võrdne . (9)

Alates valemist (8) järeldub see, et

need. Riba 1 muudatused muutus voolu ahelas mööda paraboolset õigust ja võtab nullväärtused i \u003d 0 ja at. Esimene väärtus vastab avatud ahelale (R \u003e\u003e R), teine \u200b\u200b- lühike ahel (R<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

Seega KPD. Saavutab avatud ahela puhul kõrgeima väärtuse H \u003d 1 (I \u003d 0) ja seejärel väheneb vastavalt lineaarsele õigusele, pöörates nullile lühikese ahelaga.

Võimsuse sõltuvus P 1, P Full \u003d EI ja KP. Praegune vooluallikas voolu ahelas on näidatud joonisel fig.

Joonis 1. I. 0 E / R.

Graafikust võib näha, et samal ajal saada kasulikku võimsust ja KP. See on võimatu. Kui ahela välisosas eraldatud võimsus on suurim väärtus, KP. Siinkohal on 50%.

Meetod ja mõõtmismenetlus

Koguge joonisel fig. 2. Selleks klõpsake kõigepealt hiire vasakut nuppu üle Ed nupu. Ekraani allosas. Liigutage hiire markerit ekraani tööosasse, kus asub punktid. Vasakpoolne ekraani operatsioonis osa, kus asub ED allikas.

Lisaks järjestikku koos takisti allikaga, mis kujutab selle sisemist vastupidavust (vajutades ekraani allosas olevat eelseisvat nuppu) ja ammeter (nupp). Seejärel paigutades sarnaselt koormuse takistid ja voltmeeter, mõõtmispinge koormusele.

Ühendage juhtmed. Selle tegemiseks vajutage ekraani allosas olevat traadi nuppu, seejärel liigutage hiire markerit skeemi tööpiirkonda. Vajuta hiire vasaku nupule ekraani ekraani kohtades, kus ühendavad juhtmed peavad olema.

4. Seadke parameetrite väärtused iga elemendi jaoks. Selleks klõpsake noolenupu noolenuppu vasakule hiire vasaku nupule. Seejärel klõpsake sellel üksusel. Liigutage hiire markerit mootorile, mis ilmub, vajutage hiire vasakut nuppu ja hoides seda alla, muutke parameetri väärtust ja seadke oma valiku tabelis 1 näidatud numbriline väärtus.

Tabel 1. Lähteparameetrid elektri-

valikuvõimalus

5. Paigaldage välise ahela 2 OHM vastupanu, vajutage nuppu "Konto" ja kirjutage elektriliste instrumentide näidud alla tabeli 2 asjakohastesse joontesse.

6. Järjekindlalt suurendage välise ahela vastupanuvõimet 0,5 oomi 2 OHM-st kuni 20 oomi abil, kasutades regulaatori mootorit ja vajutades nuppu "Konto", kirjutage tabelis 2 olevate elektriliste instrumentide lugemise.

7. Arvutage vastavalt valemitele (2), (7), (8), (9) P 1, P2, P täis- ja h. Iga voltmeter ja amprice näidu paari kohta ning kirjutage arvutatud väärtused tabelis 2.

8. Ehita graafika P1 \u003d F (R), P 2 \u003d F (R), P 2 \u003d F (R), P on täis \u003d F (R), H \u003d F (R) ja U \u003d F (R) ühel lehel millimeeter paberile.

9. Arvutage mõõtmisviga ja koostage katsete tulemused.

Tabel 2. Mõõte- ja arvutustulemused






P täis, w

Enesekontrolli küsimused ja ülesanded

Salvestage Joule-Lenza seadus integraalses ja diferentsiaalvormides.
Mis on lühise voolu?
Mis on täielik võim?
Nagu arvutatud K.P.D. Lähtevoolu?
Toesta, et suurim kasulikku võimsust eraldatakse välis- ja siseahela vastupanu võrdsusele.
Kas avaldus tõsi, et ahela sisemises osas sekreteeritud võimsus on selle allika konstantne?
Voltmeeter kinnitatud klambritega aku paneeli taskulamp, mis näitas 3.5 V.
Siis voltmeter oli lahti ühendatud ja lamp oli ühendatud selle kohaga, mille aluseks see oli kirjutatud: P \u003d 30 W, U \u003d 3.5 V. Lamp ei põlenud.
Selgitage nähtust.
Mis alternatiivse sulgemisega aku vastu resistentsuse R1 ja R2 samas samal ajal võrdse koguse soojuse eraldati. Määrake aku sisemine takistus.

Praeguse allika võimsuse ja tõhususe sõltuvus koormusest

Instrumendid ja tarvikud:laboratoorne paneel, kaks patareid, milliammeter, Voltmeter, muutuva takisti.

Sissejuhatus DC kõige levinumad allikad on galvaanilised elemendid, akud, alaldid. Me ühendame praeguse allikaga, mis vajab osa, mis vajab oma elektrienergiat (lambipirn, raadio vastuvõtt, mikrokalkulaator jne). Seda elektrilise ahela osa nimetatakse tavaliseks sõnaks - koormus. Koormusel on mõned elektrilised takistused R. ja tarbib voolujõual I. (Jn1).

Koormus moodustab elektrikonali välimise osa. Aga seal on sees-dent osa keti - see on tegelikult praegune allikas ise, see on elektriline takistus r., See voolab sama voolu I.. Ahela sisemise ja väliste osade vaheline piir on terminalid "+" ja "-" praegune allikas, millele tarbija liitub

Joonisel fig 1 on praegune allikas kaetud insult-ahelaga.

Praegune allikas elektromotoorse jõuga E. Loob suletud ahela voolu, mille tugevus määratakse kindlaks oomi seadus:

Kui praegused lekked R. ja r. Nad eraldavad soojusenergia, määratakse kindlaks seadus Jojle Lenza.Võimsus keti välimises osas Riba e. - Väline võimsus

See võim on kasulik.

Võimsus sees Riba i. - sisemine võimsus. See ei ole kasutamiseks saadaval ja seetõttu on see kahjumallikas

Täielik Toiteallikas Riba Nende kahe terminiga on summa,

Nagu võib näha mõistete (2,3,4), iga suutlikkus sõltub voolava voolu ja resistentsusest vastava osa ahela. Mõtle seda sõltuvust eraldi.

Võimsuse sõltuvusP. e. , P. i. , P. praegusest koormusest.

Võttes arvesse OHMi seadust (1), saab täielikku võimsust kirjutada järgmiselt:

Sellel viisil, täielik allika võimsus on otseselt proportsionaalne praegune voolu.

Koormusele vabastatud võimsus ( väline) seal on

See on kahel juhul null:

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

Esimene tingimus on avatud ahela jaoks õiglane R. , teine \u200b\u200bvastab nn lühike sulgemine allikas välise ahela vastupanu R. = 0 . Samal ajal jõuab ahela praegune (vt valemit (1)) suurima väärtuse - lühise voolu.

Samal ajal täielik Võim muutub kõrgeimaks

Riba nb = EI kZ. \u003d E. 2 / r.. (9)

Kuid see kõik paistab välja allika sees.

Uuri välja, millistel tingimustel väline võimsus muutub maxi Mal.. Võimsuse sõltuvus P. e. Praegusest on (vt valemit (6)) paraboolne:

Maksimaalse funktsiooni positsioon määratleb seisundist:

dP. e. / di \u003d 0, dp e. / di \u003d e - 2r.

Kasulik võimsus jõuab praeguse maksimaalse väärtuse juurde

mis on pool lühise voolu (8), (vt joonis 2):

Väline võimsus selle vooluga on

(12)

need. Maksimaalne väline võimsus on kõrgeima koguvõimsuse neljas osa.

Voolu sisemise vastupidavuse võimsus I. Max määratletakse järgmiselt:

, (13)

need. See on ka üks neljandik suurimast koguvõimsusest. Pange tähele, et praegune I. Max

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

Kui praegune ahelas otsib suurimat väärtust I. kZ. , Sisejõud

need. võrdne kõrgeima allika võimsusega (9). See tähendab, et kogu allika võimsus paistab selle sisemine Vastupanu, mis muidugi on kahjulik praeguse allika ohutuse seisukohast.

Iseloomulik punkt graafika P. e. = P. e. (I.) näidatakse joonisel fig. 2.

Efektiivsus Praeguse allika toimimine on hinnanguliselt tõhus tõhusus. Tõhusus on kasuliku võimsuse suhe kogu allika võimsusele:

 = P. e. / P..

Kasutades valemit (6), võib efektiivsuse ekspressiooni kirjutada järgmiselt:

. (15)

Alates valemist (1) võib seda näha E. – Ir = IR. seal on pinge U. välise vastupidavuse kohta. Järelikult tõhusus

 = U./ E. . (16)

Väljendist (15) see järgneb ka seda

 = (17)

need. Allikate tõhusus sõltub ahela praegusest ja kipub suurema väärtusega ühe, praegusel tasemel I.  0 (Joon. 3) . Praeguse suurenemisega väheneb tõhususe tõhusus lineaarse õiguse kohaselt ja pöörab nulli lühisega, kui ahelas olev voolu muutub suurim I. kZ. = E./ r. .

Välise võimsuse sõltuvuse paraboolsest iseloomust praegusest (6) järeldub, et koormuse üks ja sama võimsus P. e. Seda saab ahelas kahe erineva voolu väärtusega. Alates valemist (17) ja ajakava (joonis fig 3) võib täheldada, et suurema tõhususe allika saamiseks on töö eelistatav madalama koormuse vooludes, see koefitsient on seal suurem.

2. Võimu sõltuvusP. e. , P. i. , P. koormuse vastupidavusest.

Kaaluma sõltuvus Täielik, kasulik ja sisemine võimsus välisest resistentsusR. Allika ahelas EMFiga E. ja sisemine vastupidavus r..

Täielik Allika välja töötatud võimsus võib kirjutada järgmiselt, kui valemis (5) asendab ekspressiooni praeguse (1) ekspressiooni:

Nii täielik võimsus sõltub koormuse vastupidavusest R.. See on kõrgeim ahel lühikese ahelaga, kui koormustakistus kaebab nullile (9). Suurendava koormuse vastupidavuse suurendamisega R. Täielik võimsus väheneb, püüdes null R.   .

Välise resistentsuse kohta paistab välja

(19)

Välisilme võimsus Riba e. Teeb osa täisvõimsusest Riba ja selle väärtus sõltub resistentsuse suhtest R./(R.+ r.) . Lühike sulgemisega on väline võimsus null. Suurema resistentsusega R. See suureneb kõigepealt. Jaoks R.  r. Väline võimsus suurusjärgus on pühendunud täitmata. Kuid kasulik võimsus muutub väikeseks, kuna kogu võimsus väheneb (vt valemiga 18). Jaoks R.  Väline võimsus kalduvad nullini täielikuna.

Mis peaks olema koormuse vastupidavus saada sellest allikast maksimaalne Väline (kasulik) võimsus (19)?

Leia maksimaalselt selle funktsiooni seisundist:

Selle võrrandi otsustamine R. Max \u003d. r..

Sellel viisil, välisheites eristatakse maksimaalne võimsus, kui selle resistentsus on võrdne praeguse allika sisemise vastupidavusega. Samal ajal on keti voolu seisund võrdne E./2 r., need. Poolvoolu lühis (8). Maksimaalne kasutusvõimsus sellise resistentsusega

(21)

mis langeb kokku selle ülalpool (12).

Allika sisemise takistuse korral vabastatud võimsus

(22)

Jaoks R. P. i.  P.ja millal R.=0 jõuab suurima väärtuse P. i. Nb = P. nb = E. 2 / r.. Jaoks R.= r. Sisemine võimsus on pooleldi täis, P. i. = P./2 . Jaoks R. r. See vähendab peaaegu sama täielikku (18).

Sõltuvus tõhususe vastupanu välise osa ahela väljendatakse järgmiselt:

 = (23)

Saadud valem tähendab, et tõhusus kipub nullini, kui koormusetakistus läheneb nullile ja efektiivsus kipub suurema väärtusega võrdne ühega, suurendades koormuse vastupanu R. r. . Kuid kasulik võimsus samal ajal väheneb peaaegu nagu 1/ R. (Vt valemit 19).

Võimsus Riba e. jõuab maksimaalse väärtuse kui R. max = r.Tõhusus on võrdne valemiga (23), \\ t  = r./(r.+ r.) = 1/2. Sellel viisil, maksimaalse kasuliku võimsuse saamise tingimus ei lange kokku suurima tõhususe saamise tingimusega.

Arvesse kõige olulisem tulemus on allikaparameetrite optimaalne koordineerimine koormuse olemusega. Siin saate eraldada kolm valdkonda: 1) R. r., 2)R. r., 3) R. r.. Esimene Juhtum toimub juhul, kui allikast on vajalik väike võimsus pikka aega, näiteks elektroonilisel kellal, mikrokalkulaatorid. Selliste allikate mõõtmed on väikesed, elektrienergia tarnimine nendes on väike, see tuleb kulutada majanduslikult, nii et nad peaksid töötama suure tõhususega.

Teine Juhtum on lühise koormus, milles kogu allika võimsus on esile tõstetud ja juhtmed, mis ühendavad allika koormusega. See toob kaasa ülemäärase kuumuse ja on suhteliselt levinud tulekahjude ja tulekahjude põhjus. Seetõttu on väga ohtlikud suure võimsusega allikad (dünamo masinad, akud, akud, alaldid).

Sisse kolmas allika juhtum soovib saada maksimaalse võimsuse vähemalt lühike Aeg, näiteks auto mootori käivitamisel elektrilise starteriga, ei ole tõhususe väärtus nii oluline. Starter on lühikese aja jooksul sisse lülitatud. Selle režiimi allika pikaajaline toimimine on peaaegu vastuvõetamatu, kuna see toob kaasa auto aku kiire tühjendamise, selle ülekuumenemise ja teiste murede.

Et tagada töö keemiaallikate praeguse voolu soovitud režiimis, need on ühendatud teatud viisil nn patareides. Aku elemente saab ühendada järjestikku, paralleelselt segasahelaga. See või et ühendi skeemi määratakse koormuse vastupidavuse ja praeguse tarbimisega.

Energiaseadmete kõige olulisem töönõue on nende töö kõrge efektiivsus. Alates valemist (23) võib näha, et efektiivsus kipub ühtsust, kui praeguse allika sisemine takistus ei piisa võrreldes koormuse resistentsusega

Paralleelselt saate ühendada elemente sama EMF. Ühendatud n. identsed elemendid, siis sellise aku eest saate praeguse

Siin r. 1 - ühe elemendi vastupanu, E. 1 - ühe elemendi EDC.

Selline ühendus on kasulik kasutada madala vabatahtliku koormusega, st jaoks R. r.. Kuna aku koguresistentsus paralleelses ühenduses väheneb n. võrreldes ühe elemendi resistentsusega saab seda teha koormuse resistentsuse lähedal. Selle tõttu suureneb allika tõhusus. Suurendab B. n. Üks kord ja elementide aku energia võimsus.

 r.See on kasumlikum ühendada elemendid aku järjestikku. Samal ajal on EDC aku sisse lülitatud n. Üks kord EDC ühe elemendi ja allikast saad vajaliku voolu

Eesmärksee laboritöö on eksperimentaalne kontroll Teoreetilised tulemused, mis on saadud ülalnimetatud sõltuvusest allika kogu, sisemise ja välise (kasuliku) või tõhususe sõltuvusest nii praeguse tarbitava ja koormusekindluse tugevusest.

Paigaldamise kirjeldus. Praeguse allika tööomaduste uurimiseks kasutatakse elektrilist ahelat, mille diagramm on näidatud joonisel fig. 4. Kaks NNKN-45 leelispatareid kasutatakse ühendatud praeguse allikana. järgija - ei Ühes aku Läbi takisti r. mis simuleerib allika sisemist kontakti.

Selle kaasamine kunstlikult Suurendab aku sisemist vastupanu suuremat, et 1) kaitseb neid ülekoormuse lühise režiimis ja 2) võimaldab muuta allika sisemist vastupanuvõimet katsetaja taotlusel. Koormusena (väline ahel resistentsus)
kaks muutuvat takisti on rime R. 1 ja R. 2 . (Üks karm korrigeerimine, teine \u200b\u200b- õhuke), mis tagab voolu sujuva reguleerimise laia valikut.

Kõik seadmed on paigaldatud laborisse paneelile. Takistid on kinnitatud paneeli all, nende juhtnupud ja terminalid kuvatakse ülespoole, millest on asjakohaseid kirjeid.

Mõõdud. 1. Paigaldage lüliti Nneutraalasendis, lüliti VcÜhendage lahti. Pliiatsitavasid pöörduvad vastupäeva, kuni see peatub (see vastab suurema koormuse vastupidavusele).

Koguge elektri ahela vastavalt skeemile (joonis 4), mitte kinnitus Praegused allikad.

Pärast kogutud ahela kontrollimist õpetaja või laboratoorse assistendi poolt kinnitage patareid E. 1 ja E. 2 Jälgides polaarsust.

Määra lühise voolu. Selleks asetage lüliti N Asendisse 2 (väline vastupanu on null) ja kasutades takisti r. Seadke milliammeter arrow piiri (parempoolse) jagunemine instrumendi skaala - 75 või 150 mA. Tänu takistile r. Laboratoorse paigaldamise ajal võime reguleerida Praeguse allika sisemine vastupidavus. Tegelikult on sisemine vastupidavus seda tüüpi allikate püsiv väärtus ja seda ei saa muuta.

Asetage lüliti N Määruses 1 , lülitades seeläbi välise vastupidavuse (koormus) R.= R. 1 + R. 2 lähteahelas.

Voolu muutmine ahelas pärast 5 ... 10 MA suurimast väikseimale väärtusele, kasutades takistid R. 1 ja R. 2 Kirjutage alla milliammeter ja Voltmeter (pinge koormuse pinge U.) laual.

Asetage lüliti N neutraalasendis. Sellisel juhul on praegusele allikale kinnitatud ainult voltmeeter, millel on üsna suur vastupanu võrreldes allika sisemise vastupidavusega, nii et voltmeter lugemine on veidi väiksem kui EDC allikas. Kuna teil ei ole teist võimalust selle täpse väärtuse kindlaksmääramiseks, jääb Voltmeeseli tunnistuse tegemiseks E.. (Lisateabe saamiseks vt laboratooriumi töö nr 311).

pp	mA.	P. e. ,	P. i. ,	R.,

Töötlemise tulemused. 1. Iga praeguse väärtuse puhul arvutatakse:

täisvõimsus valemiga (5),

väline (kasulik) võimsus valemiga

sisemine võimsus suhtest

vastupidavus keti välisele osale OHMi seadusest R.= U./ I.,

Praeguse allika CPD vastavalt valemile (16).

Ehita sõltuvuse graafika:

täielik, kasulik ja sisemine võimsus praegusest I. (ühes tabletis),

täielik, kasulik ja sisemine võimsus resistentsusest R. (ka ühe tableti kohta); On mõistlik ehitada ainult osa graafikust, mis vastab selle madalama mahuga osale ja langeb 4-5 katsepunkti 15-st kõrgtehnoloogilises piirkonnas;

Allika tõhusus tarbitud voolu väärtusest I.,

Tõhusus koormuse vastupidavusest R..

Kaardid P. e. alates I. ja P. e. alates R. määrake välise ahela maksimaalne kasuliku võimsus P. e. Max.

Ajakava P. e. alates R. Määrake praeguse allika sisemine takistus r..

Kaardid P. e. alates I. ja P. e. alates R. Leia CPD praeguse allika kui I. max ja R. max .

Kontrolli küsimused

1. Joonistage töökorras kasutatava elektrilise ahela ahela.

2. Mis on praegune allikas? Mis on koormus? Mis on sisemine ahelate maatükk? Kuhu keti väline osa algab ja kus keti välimine osa teeb? Mis on muutuja takisti r. ?

3. Mida nimetatakse väliseks, kasulikuks, sisemiseks, täisvõimsuseks? Mis võimsus on kahju?

4. Kui kasulikku võimsust selles töös pakutakse loota valemile P. e. = IU., Mitte valem (2)? Põhjendada neid soovitusi.

5. Looge teie poolt saadud eksperimentaalsed tulemused, mis on saadud metoodilises käsiraamatus näidatud arvutatud tulemused nii praeguse ja koormusekindluse sõltuvuse uuringus.

Allikad tokAbstract \u003e\u003e Füüsika

Jätkuvalt alates 3 kuni 30 min sõltuvused alates Temperatuur ... võimsus (kuni 1,2 kW / kg). Väljalaskeaeg ei ületa 15 minutit. 2.2. Ampulov allikad tok ... võnkumiste silumiseks koormus Power süsteemides ... peaks olema suhteliselt madal KPD. (40-45%) ja ...

Võimsus Harmoonilised kõikumised elektriahelates

Loeng \u003e\u003e Füüsika

... alates allikas sisse koormus Vajalik keskmine tuleb võimsus. Kuna keerulised pinged ja toki. ... koormus ja arenenud generaator võimsuson võrdne  \u003d 0,5. RH-keskmise suurendamisega võimsus väheneb, kuid kasvab KPD.. Ajakava sõltuvused KPD. ...

Abstract \u003e\u003e Side ja kommunikatsioon

... võimsus Tarbitud seadmed võimsus Seadmed - väljund võimsus Seadmed - KPD. Seadmed aktsepteerivad KPD. ... mis on B. sõltuvused alates Määruse sügavus ... alaline sõltumatu alates Muutuma tok koormus. W. allikad Toit ...

Kursuste \u003e\u003e füüsika

... võimsus UPS jagatud Allikad katkematu võimsus Malaja võimsus (täis võimsus ... alates Patareid, miinus - langus KPD. ... tok. võrreldes nimiväärtusega tok koormus. ... 115 V sisse sõltuvused alates koormus; Atraktiivne välimus ...

valik 1
Elektrilisel ahelal, mille joonis kujutatakse joonisel kujutatud diagramm, on mõõtevahendid täiuslikud, Voltmeeter näitab 8 V pinge väärtust ja ammeter on praeguse 2 A. Milline kuumus on Tõstetud takisti 1 sekundi jooksul?
Joonisel on kujutatud elektrilise ahela, kaasa arvatud DC allikas, täiuslik voltmeter, võti ja takisti. Voltmeelituse ütlus suletud klahviga on 3 korda väiksem kui klahv on avatud.
Võib väita, et praeguse allika sisemine takistus
Joonisel on kujutatud elektri ahelat. Voltmeeter näitab pinget 2 V. Arvestades ammemõõturi ja Voltmeter ideaalset, määrata ammemõõtiku lugemise.

Joonisel on kujutatud elektri ahelat. Ammeter ja Voltmeter kaaluvad ideaalset. Voltmeter näitab pinge 12 V. AMPmemet näitab praegust tugevust

Joonisel on kujutatud elektrilise ahela ahela. Kui takisti voolab suurima voolu?
Joonisel on kujutatud elektrilise ahela ahela. AV-i sektsiooni alaline vooluvool 4 A. Milline pinge näitab täiuslikku voltmeterit, kui resistentsus on 1 oomi?
Joonisel on kujutatud elektrilise ahela osa diagramm, mis koosneb kolmest takistist R1, R2, R3. Milline järgmistest joonistest antakse elektrijuht Kas see krunt ahelaga võrdub määratud?

8. Käesolevale allikale EDC 9 ja sisemine vastupanu 1 OHM, ühendatud takisti 8 OHM resistentsuse resistentsuse ühendatud; lame kondensaator. Installitud režiimis, elektrivälja tugevus kondensaatoriplaatide vahel 4. määrata vahemaa selle plaatide vahel.

2. võimalus.
1. Üliõpilane koostas joonisel näidatud elektrilise ahela. Mis Energy on saadaval välisse osa voolab voolab 10 minutit? Nõutavad andmed on kavas näidatud. Ameter peetakse ideaalseks.
2. Praegune allikas on EMF 6 V, sisemine takistus 1 oomi, R1 \u003d 1 Ohm R2 \u003d R3 \u003d 2 OHMS. Milline tugevus voolab allika kaudu?

3. Joonisel näitab elektrilist ahelat. Ammeter ja Voltmeter kaaluvad ideaalset. Voltmeter näitab pinge 12 V. AMPmemet näitab praegust tugevust

4. Joonisel näitab elektrilist ahelat. Ammeter ja Voltmeter kaaluvad ideaalset. Voltmeter näitab pinge 2 V. AMPmeret näitab praegust tugevust

5. Joonis näitab elektrilise ahela ahelat. Läbi selle takisti voolab väikseima voolu?
6ha Joonis näitab elektrilise ahela ahelat. AV-i sektsiooni ääres püsivool 6 A. Milline pinge näitab täiuslikku voltmeeter, kui resistentsus on 1 oomi?
7.
Joonisel on kujutatud elektrilise ahela osa diagramm, mis koosneb kolmest takistist R1, R2, R3. Milline järgmistest joonistest näitab selle sektsiooni elektrilist diagrammi, mis on ahelaga samaväärne?

8. Praegusele allikale EDC 10 ja sisemise resistentsuse 1 ω, paralleelse ühendatud takisti 8. resistentsuse ja lame kondensaatori oli ühendatud vahemaa plaatide vahel 4 cm. Mis on elektrivälja tugevus kondensaatori plaadid?

Rakendatavad failid

1. Mis on aja möödumise aeg jõuga 5 a sõnul dirigendi järgi, kui pinge juures oma otstes 120v dirigent soojuse kogus 540 kJ-ga? (Andke vastus sekundites.)

2. Elektrilises soojendusega spiraali muutmata takistusega, mille kaudu konstantse voolu voolab aja jooksul t. Soojuse kogus eristatakse Q.. Kui praegune ja aeg t. Suurenda kaks korda, mitu korda suureneb kütteseadmes vabanenud soojus?

3. Takisti 1 elektrilise resistentsusega 3 oomi ja takisti 2 elektrilise resistentsusega 6 oomi on kaasatud DC ahelasse. Mis on võrdne resistentrile 1 vabanenud soojuse koguse ja resistori 2 lahuse koguse suhtega samal ajal?

4. Joonisel kujutatakse hõõglambi voolujõu ajakava oma terminalide pingest. Mis on voolu võimsus lambil 30 V pinge juures? (Andke vastus vattidesse.)

Üliõpilane koostas pildil näidatud elektriahela. Mis Energy on saadaval välisse osa voolab voolab 10 minutit? (Vastus väljend Cj-le. Nõutavad andmed on esitatud skeemis. AmpPmeret peetakse ideaalseks.)

6. Praeguse EDC 2-ga allikale on ühendatud kondensaator, mille võimsus on 1 μF. Mis tööd allikas tegi kondensaatori laadimisel? (Vastus ICD-sse.)

7. Praeguse EDC 2-ga allikale on ühendatud kondensaator, mille võimsus on 1 μF. Milline soojus rõhutatakse kontuuris kondensaatori laadimise protsessis? (Andke vastus ICJ-le.) Kiirguse mõju tähelepanuta jäetud.

8. Täiuslikule vooluallikale EDC-ga 3 kondensaatoris, mille võimsus on 1 μF üks kord vastupanu Ja teine \u200b\u200bkord - takisti kaudu Mitu korda teisel juhul vabastati ta takistuseks soojus, rohkem võrreldes esimesena? Kiirgus tähelepanuta jäetud.

9. Praegusele allikale EDC 4 V ja sisemise vastupidavusega Ühendatud koormuse resistentsus. Mida peaks see olema võrdne allika tõhususega 50% -ga? (Vastus Omah.)

10. Elektrilisel ahelal, mille joonis kujutatakse joonisel kujutatud diagramm, on mõõtevahendid täiuslikud, Voltmeeter näitab 8 V pinge väärtust ja ammeter on praeguse 2 A. Milline kuumus on Tõstetud takisti 1 sekundi jooksul? (Andke vastus joulis.)

11. Ruum on valgustatud nelja sama paralleelse lambipirnidega. Elektrienergia tarbimine tunnis on võrdne Q.. Mis peaks olema paralleelsete lambipirnide arv, nii et elektrienergia tarbimine tunnis on võrdne 2-ga Q.?

12. Elektriline veekeetja, mille võimsus on 2,2 kW, on loodud selleks, et hõlmata elektrivõrgu pinge 220 V. Määrake veekeetja kütteseadme vool, kui see toimib sellises võrgus. Vastus tuua ampries.

13. Elektriku-nimekirja korpuses on pealkiri: "220 V, 660 W". Leia tugevus, mida tarbitakse rosther. (Vastus anda Ampheres.)

14. Elektrilise hõõglampi baasil on see kirjutatud: "220 V, 60 W". Kaks sellist lampi on ühendatud paralleelselt ja ühendavad 127 V. pingega Mis võimsus on esile tõstetud kahe laternaga sellise ühenduse meetodiga? (Vastus anda Watts, ümardatud täisarvuni.) Probleemi lahendamisel leiate, et lambikindlus ei sõltu selle suhtes kohaldatavast pingest.

15. Elektrilise hõõglampi põhjas on see kirjutatud: "220 V, 100 W." Kolm sellist lampi on ühendatud paralleelselt ja ühendatud pingega 127 V. Mis võimsus on esile tõstetud kolmes sellise laternaga sellise ühenduse meetodiga? (Vastus anda Watts, ümardatud täisarvuni.) Probleemi lahendamisel leiate, et lambikindlus ei sõltu selle suhtes kohaldatavast pingest.

16. Koolilaboris on ümmarguse sektsiooni kaks dirigenti. Esimese dirigendi resistentsus on 2 korda teise dirigendi vastupanu. Esimese dirigendi pikkus on 2 korda pikem kui teise pikkus. Kui need juhid on ühendatud samade konstantse pinge allikatega teise dirigendi samaaegse intervalliga, on soojuse kogus 4 korda suurem kui esimeses. Milline on teise juhi raadiuse suhe esimese dirigendi raadiusesse?

17. Koolilaboris on ümmarguse sektsiooni kaks dirigenti. Esimese dirigendi resistentsus on 2 korda teise dirigendi vastupanu. Esimese dirigendi pikkus on 2 korda pikem kui teise pikkus. Nende juhtide ühendamisel samaaegse konstantsepinge samaaegse ajavahemike puhul teise dirigendi jooksul on soojuse kogus 4 korda väiksem kui esimeses. Milline on esimese juhi raadiuse suhe teise dirigendi raadiusesse?

18. R. 1, mis kuulub elektri ahelasse, mille joonis kuvatakse joonisel? (Vastus vattidesse anda.) R. 1 \u003d 3 oomi, R. 2 \u003d 2 oomi, R.

19. Mis võimsus on takistuseks esile tõstetud R. 2, kaasas elektri ahelasse, mille joonis kujutatakse joonisel kujutatud diagramm? (Vastus vattidesse anda.) R. 1 \u003d 3 oomi, R. 2 \u003d 2 oomi, R. 3 \u003d 1 OHM, 5 V allika EMF, allika sisemine takistus on tühine.

20. R. \u003d 16 oomi ja pingepunktide pinge A. ja B.kas 8. sajand? Vastus vatti toomiseks.

21. Mis võimsus on ahelaosas esile tõstetud, mille joonis on näidatud joonisel, kui R. \u003d 27 oomi ja pinge vahel punktide vahel A. ja B.kas 9. sajand? Vastus vatti toomiseks.

22. I. \u003d 6 A. Mis on praeguse voolu vool, mida ammeter näitab? (Andke vastus ampries.) Amplimeeter vastupidavus hooletusse.

23. Vastupanu takistus on ühendatud praeguse EDC ja sisemise vastupidavusega, kui ühendate selle takisti praeguse allikaga EDC-ga ja sisemine vastupidavus Millisel ajal selles takisis eraldatud võimsus suureneb?

24.

I. U. Lambil. Selline lamp oli ühendatud alalise pinge allikaga 2 W. Millist tööd on elektrienergia voolu hõõglambi hõõglamp 5 sekundi jooksul? Vastus Express J.

25.

Graafik näitab eksperimentaalselt saadud sõltuvust praegusest I.voolab läbi hõõglamp, pingest U. Lambil. Selline lamp oli ühendatud 4 V konstantse pinge allikaga. Milline töö on elektrivoolu hõõglambi hõõglamp 10 sekundi jooksul? Vastus Express J.

26. Läbi ketiosa (vt joonis) on püsiv praegune I. \u003d 4 A. Milline tugevus näitab selles ahelas sisalduvat täiuslikku ammemõõturit, kui iga takisti vastupanu r. \u003d 1 oomi? Vastus Express Ampheres.

27. Point positiivne tasu väärtuse 2 μCl asetatakse kahe laiendatud plaadi vahel, mis on ühtlaselt laetud mitmesuguste tasudega. Positiivselt laetud plaadi loodud elektrivälja tugevuse moodul on 10 3 kv / m ja negatiivselt laetud plaadi loodud väli on 2 korda rohkem. Määrake kindlaksmääratud punkti tasu alusel elektrienergia moodul.

28. Positiivne hind väärtuse 2 μCl asetatakse kahe laiendatud plaadi, ühtlaselt laetud positiivsed. Ühe plaadi loodud elektrivälja pingemoodul on 10 3 kV / m ja teise plaadi loodud väli on 2 korda rohkem. Määrake kindlaksmääratud punkti tasu alusel elektrienergia moodul. Vastus annab Newtonile.

29.

Alates, Vastupanu takistus R. ja K. Kondensaator on laetud pingega U. \u003d 20 V. Kondensaatori plaatide tasu on võrdne q. \u003d 10 -6 cl. Millist soojuse koguse tõstetakse vastupanu pärast võti sulgemist? Vastus väljendab ICD-d.

30.

Joonisel näitab kontensaatori mahtuvusest koosnevat ahelat Alates, Vastupanu takistus R. ja K. suutlikkuse kondensaator C. \u003d 1 μf ja see on laetud pingega U. \u003d 10 V. Millist soojuse kogust takistatakse pärast võti sulgemist? Vastus väljendab ICD-d.

31. Elektrimeetode kaitsmine korteri võrgupinge 220V-s on varustatud kiri: "6 A". Mis on maksimaalne elektriseadmete koguvõimsus, mida saab üheaegselt võrgus sisalduda, nii et kaitsme ei sulata? (Vastus vatisse)

Laboratoorse töö number 3.7.

Praeguste allikate kasuliku võimsuse ja tõhususe uurimine

Perekonnanimi I.O. _____________ Grupp ______ Kuupäev ______

Sissejuhatus

Käesoleva töö eesmärk on katsetada teoreetilisi järeldusi kasuliku võimsuse sõltuvuse ja praeguse allika tõhususe kohta koormuse resistentsusest.

Elektriline ahel koosneb vooluallikast, traatide ja koormuste või praeguse tarbija tarnimisest. Igal ahela elementidel on vastupanu.

Tarnejuhtmete resistentsus on tavaliselt väga väike, nii et neid saab tähelepanuta jätta. Iga ahela sektsioonis tarbitakse energiaallikaenergiat. Väga oluline praktiline tähtsus on elektrienergia otstarbeka kulude küsimus.

Kogu võimsus P, mis on esile toodud ahelas, tehakse keti välimises ja sisemistes osades eraldatud võimsustest: P \u003d I 2 · R + I 2 · R \u003d I 2 (R + R). Kui I (R + R) \u003d εT. P \u003d i · ε,

kus R on väline vastupidavus; R - sisemine vastupidavus; ε - EMF praegune allikas.

Seega ekspressiooni sekreteeritud koguvõimsus väljendatakse EMF elemendi voolu käigus. See võimsus eraldatakse kolmanda osapoole allikate tõttu; Sellised energiaallikad võivad olla näiteks elemendis esinevad keemilised protsessid.

Mõelge sellele, kuidas vooluahelas eraldatud võimsus sõltub välises resistentsusest, millele element on suletud. Oletame, et selle EMF element ja see sisemine takistuse r sulgeb välise vastupidavuse r; Määrake R-i täisvõimsuse P-st sõltuvus, eraldatakse kettal, P A võimsus, mis on eraldatud ahela välimises osas ja efektiivsus.

Kehe praeguse I tugevus väljendatakse vastavalt OMA seadusele suhtega

Koguvõimsus ahelas sekreteeritud on võrdne

Mis suureneb R, jõudu tilka, püüdes asümptootiliselt nullile piiramatu R.

Ahela välimises osas vabanenud võimsus on võrdne

Võib näha, et P a kasulik võimsus on kahel juhul null - R \u003d 0 ja R \u003d ∞.

Funktsiooni uurimine Р А \u003d F (R) Emme, me saame, et R a jõuab siis maksimaalselt R \u003d R, siis

Tagamaks, et P a maksimaalne võimsus saadakse R \u003d R-ga, võtke P A kaupa välise vastupidavuse tõttu

Alates

Maksimaalse seisundi järgi on võrdõiguslikkus esimese derivaadi nulli

r2 \u003d R2

R \u003d R.

Saate veenduda, et sellel tingimusel saame maksimaalse ja mitte vähemalt P a jaoks, määratledes teise derivaadi märk.

EMFi allika tõhususe (tõhususe) η efektiivsus on PA-i võimu suhte väärtus, mis vabaneb välisseatuses, mis on välja töötatud EMF-i allikaga P .

Sisuliselt näitab EMF-allika tõhusus, milline osa kolmanda osapoole töö osaks muutub elektrienergiaks ja antakse välissehelale.

Väljendades jõudu läbi praeguse I, erinevus potentsiaali välisseatuse u ja suurus elektromotivegedus ε, saame

See tähendab, et EDC-allika tõhusus on võrdne välise ahela suhtega EMF-ile. Oma õiguse kohaldamise tingimustes saate veelgi asendada U \u003d ir; ε \u003d i (R + R)

Seega juhul, kui kõik energia tarbitakse Lenz-shool soojuse, tõhususe EDC allikas on võrdne suhtega välise vastupidavuse täieliku ahela vastupanu.

R \u003d 0 on meil η \u003d 0. suurendades R, suureneb efektiivsus väärtus η \u003d 1 piiramatu R-ga suurenenud suurenemisega, aga välisseatuses vabanenud võimsus kipub nullini. Seega on maksimaalse kasuliku võimsuse samaaegse valmistamise nõuded maksimaalsel tõhususel võimatu.

Kui R a jõuab maksimaalseks, siis η \u003d 50%. Kui tõhusus η asub ühe lähedale, on kasulik võimsus väike võrreldes maksimaalse võimsusega, mida see allikas võib tekkida. Seega, tõhususe suurendamiseks on vaja vähendada EMF-i allika sisemist vastupanu, näiteks akut või dünamo masinat.

R \u003d 0 (lühise) R \u003d 0 puhul ja kõik toiteallikas on esile toodud allikas. See võib põhjustada allika sisemiste osade ülekuumenemist ja selle tuletamist. Sel põhjusel ei ole allikad (Dynamo masinad, akud) lühiselisi ahelaid lubatud!

Joonisel fig. 1 kõver 1 annab sõltuvuse võimsusest P A, eraldatakse välisseahelas, resistentsusest välise osa vooluahela R; Curve 2 annab sõltuvuse R Full Power P; Curve 3 - η efektiivsuse kursus samast välist vastupanu.

Töö teostamise kord

1. Lugege skeemi seista peal.

2. Paigaldage resistentsus R \u003d 100 OHM poe abil.

3. Sulgege Key K.

4. Praegused mõõtmised ahelas järjestikuste erinevate üheksa resistentsuse vastu resistentsuse poes, vahemikus 100 oomi ja kõrgem. Tee tabelis praeguse jõu mõõtmiste tulemused, väljendades neid ampreesides.

5. Lülitage klahv välja K.

6. Arvuta iga resistentsuse P, R a (vatti) ja η kohta.

7. Ehita graafikud P, R A ja η R.

Kontrolli küsimused

1. Mida nimetatakse EMF-i allika tõhususeks?

2. Eemaldage EDC-allika tõhususe valem.

3. Mis on EMF-i allika kasulik võimsus?

4. Eemaldage EDC-allika kasuliku võimsuse valem.

5. Milline on välise ahelaga (RA) maksimaalne võimsus max?

6. Mis väärtuse r täis võimsus P vabastatakse ahela maksimaalne?

7. Mis on EMF-i allika tõhusus (RA) max?

8. Uurimisfunktsioon (RA) \u003d f (r) On äärmuslik.