Pētījums par pilnīgu, noderīgu jaudu un efektivitāti pašreizējā avota. Izmeklēšana par atkarību no varas un efektivitātes pašreizējā avota no ārējās slodzes, kas enerģiju atdalīs ārējā daļā ķēdes

Ohma likums pilnai ķēdei:

I- strāvas spēks ķēdē; Ķēdē iekļautā pašreizējā avota e-elektromotīva stiprums; R izturība pret ārējo ķēdi; R- iekšējā pašreizējā avota pretestība.

Ārējā ķēdē piešķirtā jauda

. (2)

No formulas (2), var redzēt, ka ar īss ķēdes ķēdes ( R.®0) un kad R.® Šī jauda ir nulle. Ar visām citām galīgajām vērtībām R. jauda R 1\u003e 0. Līdz ar to funkcija R 1 ir maksimāli. Vērtība R. 0, kas atbilst maksimālajai jaudai, var iegūt, diferencējot p 1 gar r un pielīdzinot pirmo atvasinājumu līdz nullei:

. (3)

No formulas (3), ņemot vērā to, ka R un R vienmēr ir pozitīvi, un e? 0, pēc vienkāršām algebriskām transformācijām, mēs saņemam:

Līdz ar to Ārējā ķēdē izdalītā jauda sasniedz vislielāko vērtību ar ārējā ķēdes pretestību, kas vienāda ar pašreizējā avota iekšējo pretestību.

Šādā gadījumā pašreizējā ķēdē (5)

vienāds ar pusi no īssavienojuma strāvas. Šādā gadījumā ārējā ķēdē izdalītā vara sasniedz tās maksimālā vērtībavienāds

Ja avots ir slēgts ārējai pretestībai, pašreizējās plūsmas un avota ietvaros un tajā pašā laikā uz avota iekšējo pretestību ir noteikta siltuma daudzums. Šīs siltuma izvēles jauda ir vienāda ar

Līdz ar to visā ķēdē piešķirtā kopējā jauda tiek noteikta pēc formulas

= I 2.(R + r.) = Ti. (8)

Efektivitāte

Efektivitāte Pašreizējais avots ir vienāds . (9)

No formulas (8) no tā izriet, ka

tiem. R 1 Izmaiņas ar pārmaiņām pašreizējā ķēdē pa parabolisko likumu un ņem nulles vērtības i \u003d 0 un pie. Pirmā vērtība atbilst atvērtajai shēmai (R \u003e\u003e R), otrā - īssavienojums (r<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

Tādējādi KPD. Sasniedz augstāko vērtību H \u003d 1, ja atvērtu ķēdi (I \u003d 0), un pēc tam samazinās saskaņā ar lineāro likumu, pagriežot nulli ar īssavienojumu.

Jaudas atkarība P 1, P Full \u003d EI un KP. Pašreizējais avots no strāvas ķēdē ir parādīts 1. attēlā.

1. attēls. I. 0 E / R.

No grafikiem var redzēt, ka kļūst vienlaicīgi noderīga jauda un KP. Tas ir neiespējami. Kad elektroenerģija, kas piešķirta pie ārējā sadaļā ķēdes p 1 sasniedz lielāko vērtību, KP. Šajā brīdī ir 50%.

Metode un mērīšanas procedūra

Savākt ķēdi, kas parādīta attēlā. 2. Lai to izdarītu, vispirms noklikšķiniet uz peles kreiso pogu virs pogas. Ekrāna apakšā. Pārvietojiet peles marķieri uz ekrāna darba daļu, kur atrodas punkti. Kreisais klikšķis ekrāna darbības daļā, kur atradīsies ED avots.

Turpmāk secīgi ar rezistora avotu, kas attēlo iekšējo pretestību (nospiežot preload pogu ekrāna apakšā) un ampērmetru (tur) pogu). Pēc tam novietojot līdzīgi slodzes rezistorus un voltmetru, mērot spriegumu uz slodzes.

Pievienojiet savienotājus. Lai to izdarītu, ekrāna apakšdaļā nospiediet vadu pogu, pēc tam pārvietojiet peles marķieri uz shēmas darba zonu. Noklikšķiniet uz kreiso peles pogas vietās ekrāna ekrāna, kur savienojošie vadi ir jābūt.

4. Iestatiet katras vienības parametru vērtības. Lai to izdarītu, noklikšķiniet uz peles kreiso pogu uz bultiņas pogas. Pēc tam noklikšķiniet uz šī vienuma. Pārvietojiet peles marķieri uz parādīto dzinēju, nospiediet kreiso peles pogu un turiet to uz leju, mainiet parametra vērtību un iestatiet 1. tabulā norādīto skaitlisko vērtību.

1. tabula Avota parametri elektriskā ķēde

opcija

5. Instalējiet ārējās ķēdes 2 omu izturību, nospiediet pogu "Konts" un pierakstiet elektrisko instrumentu rādījumus 2. tabulas attiecīgajās rindās.

6. Konsekventi palielina ārējās ķēdes rezistenci līdz 0,5 omiem no 2 omiem līdz 20 omiem, izmantojot regulatora dzinēju un nospiežot pogu "Konts", uzrakstiet 2. tabulā esošos elektrisko instrumentu rādījumus.

7. Aprēķiniet saskaņā ar formulām (2), (7), (8), (9) p 1, p 2, p pilns un h. Katram voltmetru un ampērmetru rādījumu pārim un 2. tabulā ieraksta aprēķinātās vērtības.

8. Izveidojiet p 1 \u003d f (R), p 2 \u003d f (R), p 2 \u003d f (R), p ir pilna \u003d F (r), h \u003d f (r) un u \u003d f (R) uz vienas loksnes milimetra papīra.

9. Aprēķiniet mērījumu kļūdas un izstrādājiet eksperimentu rezultātus.

2. tabula. Mērījumu un aprēķinu rezultāti






P pilns, w

Jautājumi un uzdevumi pašpārvaldei

Ierakstiet Joulas-Lenza likumu integrālās un diferenciālajās formās.
Kas ir īssavienojuma strāva?
Kas ir pilnīga jauda?
Kā aprēķināts ar K.P.D. Avota strāva?
Pierādiet, ka vislielākā noderīga jauda tiek piešķirta ārējās un iekšējās ķēdes pretestības vienlīdzībā.
Vai paziņojums ir taisnība, ka ķēdes iekšējā daļā ir pastāvīga iespēja šim avotam?
Voltmetrs, kas pievienots kabatas lampas akumulatora paneļa klipiem, kas parādīja 3.5 V.
Tad voltmetrs tika atvienots, un lampiņa bija savienota ar tās vietu, uz tās ir rakstīts: p \u003d 30 w, u \u003d 3,5 V. lampa nav sadedzināta.
Izskaidrot parādību.
Ar alternatīvu baterijas aizvēršanu uz pretestības R1 un R2 tajā pašā laikā vienāds daudzums siltuma tika atdalīta. Nosakiet akumulatora iekšējo pretestību.

Pašreizējā avota jaudas un efektivitātes atkarība no slodzes

Instrumenti un piederumi:laboratorijas panelis, divas baterijas, milimmetru, voltmetru, mainīgie rezistori.

Ieviešana Visizplatītākie DC avoti ir galvaniskie elementi, baterijas, taisngrieži. Mēs izveidojam savienojumu ar pašreizējo avotu, kas nepieciešama tās elektroenerģijas (spuldze, radio uztveršana, mikrokalculators utt.). Šo elektrisko ķēdes daļu sauc par kopēju vārdu - slodzi. Ielādei ir dažas elektriskās pretestības R. un patērē no pašreizējās spēka avota I. (1. attēls).

Slodze veido elektriskās ķēdes ārējo daļu. Bet ķēdes iekšpusē ir iekšpuse - tas ir faktiski pašreizējais pats avots, tam ir elektriskā pretestība r., Tā plūst tādu pašu strāvu I.. Robeža starp ķēdes iekšējām un ārējām daļām ir termināli "+" un "-" pašreizējais avots, uz kuru patērētājs pievienojas

1. attēlā pašreizējo avotu sedz insulta ķēde.

Pašreizējais avots ar elektromotoru spēku E. Izveido slēgtā ķēdes strāvā, kuru stiprums ir noteikts oHM likums:

Kad pašreizējās noplūdes R. un r. Tie piešķir siltuma enerģiju, nosaka likums JOJLE LENZA.Jauda ķēdes ārējā daļā R e. - Ārējā jauda

Šī jauda ir noderīgs.

Jauda iekšpusē R i. - Iekšējā jauda. Tas nav pieejams lietošanai, un tāpēc tas ir zaudējumiavota jauda

Pilns Strāvas avota strāva R Ir šo divu terminu summa,

Kā redzams no definīcijām (2,3,4), katra jauda ir atkarīga no plūsmas strāvas un no attiecīgās ķēdes daļas pretestības. Apsveriet šo atkarību atsevišķi.

Jaudas atkarībaP. e. , P. i. , P. no pašreizējās slodzes.

Ņemot vērā OHM likumu (1), pilnīgu jaudu var rakstīt šādi:

Pa šo ceļu, pilna avota jauda ir tieši proporcionāla pašreizējā strāva.

Jauda, \u200b\u200bkas izlaista uz slodzes ( ārējs) tur ir

Tas ir nulle divos gadījumos:

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

Pirmais nosacījums ir taisnīgs atvērtai ķēdei, kad R. , otrais atbilst tā sauktajam īss slēgums avots, kad ārējās ķēdes pretestība R. = 0 . Tajā pašā laikā strāva ķēdē (sk formula (1)) sasniedz lielāko vērtību - Īssavienojuma strāva.

Tajā pašā laikā pilns Jauda kļūst visaugstākā

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

Tomēr tas viss izceļas avota iekšpusē.

Uzziniet, kādos apstākļos ārējā vara kļūst maxi mal.. Jaudas atkarība P. e. No pašreizējās ir (sk formula (6)) parabolisks:

Maksimālās funkcijas pozīcija definē no nosacījuma:

dp. e. / Di \u003d 0, DP e. / DI \u003d E-2IR.

Noderīga jauda sasniedz maksimālo vērtību pie pašreizējās

kas ir puse no īssavienojuma strāvas (8), (sk. 2. att.):

Ārējā jauda ar šo strāvu ir

(12)

tiem. Maksimālā ārējā jauda ir augstākās kopējās avota jaudas ceturtā daļa.

Jauda, \u200b\u200bkas atbrīvota no iekšējās pretestības pašreizējā I. Max ir definēts šādi:

, (13)

tiem. Tas ir arī viena ceturtā daļa no vislielākā kopējā barošanas avota jauda. Ņemiet vērā, ka tad, kad strāva I. Max

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

Kad pašreizējā ķēdē meklē lielāko vērtību I. kz. , Iekšējā jauda

tiem. vienāds ar augstāko avota jaudu (9). Tas nozīmē, ka viss avota spēks izceļas uz to iekšējs Pretestība, kas, protams, ir kaitīga no strāvas avota drošības viedokļa.

Rakstzīmju grafikas raksturīgais punkts P. e. = P. e. (I.) parādās 1. attēlā. 2.

Efektivitāte Tiek lēsts, ka pašreizējā avota darbība ir efektīva efektivitāte. Efektivitāte ir attiecība lietderīgās varas uz kopējo avota jaudu:

 = P. e. / P..

Izmantojot formulu (6), efektivitātes izteiksmi var rakstīt šādi:

. (15)

No formulas (1) to var redzēt, ka E. – Ir = Ir ir spriegums U. par ārējo pretestību. Līdz ar to efektivitāte

 = U./ E. . (16)

No izteiksmes (15) tas arī seko to

 = (17)

tiem. Avota efektivitāte ir atkarīga no pašreizējās ķēdes un mēdz būt vislielākā vērtība vienāda ar vienu, pie pašreizējā I.  0 (3. att.) . Pieaugot pašreizējā gadījumā efektivitātes efektivitāte samazinās saskaņā ar lineāro likumu un pārvēršas nullei ar īssavienojumu, kad ķēdes strāva kļūst par vislielāko I. kz. = E./ r. .

No ārējās jaudas atkarības parabolisko raksturu no pašreizējās (6), no tā izriet, ka viena un tā pati jauda uz slodzes P. e. To var iegūt divās dažādās pašreizējās vērtībās ķēdē. No formulas (17) un no grafika (3. att.) Ir redzams, ka, lai iegūtu no lielākas efektivitātes avota, darbs ir vēlams zemākas slodzes strāvas, šis koeficients tur ir augstāks.

2. Jaudas atkarībaP. e. , P. i. , P. no slodzes pretestības.

Apsvērt atkarība pilns, noderīgs un iekšējs jauda no ārējā pretestībaR. Avota ķēdē ar EMF E. un iekšējā pretestība r..

Pilns Avota izstrādāto jaudu var rakstīt šādi, ja formulā (5) aizstāj pašreizējo (1) izteiksmi: \\ t

Tik pilnīga jauda ir atkarīga no slodzes pretestības R.. Tā ir augstākā ķēde ar īssavienojumu, kad slodzes pretestība vēršas pie nulles (9). Ar pieaugošo slodzes izturību R. Pilna jauda samazinās, cenšoties par nulli ar R.   .

Uz ārējo pretestību izceļas

(19)

Ārpuse jauda R e. Padara daļu no pilnas jaudas R un tās vērtība ir atkarīga no pretestības koeficienta R./(R.+ r.) . Ar īsu aizvēršanu ārējā jauda ir nulle. Ar pieaugošo pretestību R. Tas vispirms palielinās. Priekš R.  r. Ārējā jauda lielā mērā ir apņēmusies pabeigt. Bet patiesā pilnvaras pati kļūst maza, jo kopējā jaudas samazināšanās (sk formula 18). Priekš R.  Ārējā jauda parasti ir nulle kā pilnīga.

Kas būtu slodzes pretestība, lai nokļūtu no šī avota maksimums Ārējā (noderīga) jauda (19)?

Atrodiet maksimālo šīs funkcijas no stāvokļa:

Izlemt šo vienādojumu, mēs saņemam R. Max \u003d. r..

Pa šo ceļu, Ārējā ķēdē maksimālā jauda ir atšķirīga, ja tā pretestība ir vienāda ar pašreizējā avota iekšējo pretestību. Tajā pašā laikā, stāvoklis pašreizējā ķēdē ir vienāds E./2 r., tiem. Puse strāvas īssavienojums (8). Maksimālā noderīgā jauda ar šādu pretestību

(21)

kas sakrīt ar to, kas tika iegūts iepriekš (12).

Jauda atbrīvota no iekšējās pretestības avota

(22)

Priekš R. P. i.  P., un tad, kad R.=0 sasniedz vislielāko vērtību P. i. Nacionālais = P. nacionālais = E. 2 / r.. Priekš R.= r. Iekšējā vara ir puse pilna, P. i. = P./2 . Priekš R. r. Tas samazinās gandrīz tāds pats kā pilnīgs (18).

No efektivitātes atkarība no ķēdes ārējās daļas pretestības ir izteikta šādi:

 = (23)

Rezultātā formula nozīmē, ka efektivitāte mēdz nulle, kad slodzes pretestība tuvojas nullei, un efektivitāte mēdz būt vislielākā vērtība vienāda ar vienu, palielinot slodzes izturību pret R. r. . Bet noderīga jauda vienlaikus samazinās gandrīz kā 1/ R. (Sk. 19. Formula).

Jauda R e. sasniedz maksimālo vērtību, kad R. max = r.Efektivitāte ir vienāda ar formulu (23), \\ t  = r./(r.+ r.) = 1/2. Pa šo ceļu, maksimālās noderīgas varas iegūšanas nosacījums nesakrīt ar nosacījumu, lai iegūtu lielāko efektivitāti.

Svarīgākais atlīdzības rezultāts ir optimāla avota parametru koordinēšana ar slodzes raksturu. Šeit jūs varat piešķirt trīs jomas: 1) R. r., 2)R. r., 3) R. r.. Pirmkārt Lieta notiek, kur ilgstoši ir nepieciešama zema jauda, \u200b\u200bpiemēram, elektroniskā pulkstenī, mikrokalcēķoratoros. Šādu avotu izmēri ir mazi, elektroenerģijas piegāde tajās ir nelielas, tas ir jāveic ekonomiski, tāpēc viņiem jāstrādā ar augstu efektivitāti.

Otrkārt Lieta ir īssavienojums slodzē, kurā tajā ir iezīmēta visa avota jauda un vadi, kas savieno avotu ar slodzi. Tas noved pie to pārmērīgas apkures un ir diezgan bieži cēlonis ugunsgrēkiem un ugunsgrēkiem. Tāpēc īss ķēde ar augstas jaudas avotiem (dinamo mašīnas, baterijas, taisngrieži) ir ārkārtīgi bīstama.

Iebildums trešais lieta no avota vēlas iegūt maksimālo jaudu vismaz īss Laiks, piemēram, kad sākat auto dzinēju, izmantojot elektrisko starteri, efektivitātes vērtība nav tik svarīga. Starteris ir ieslēgts uz īsu laiku. Ilgstoša avota darbība šajā režīmā ir gandrīz nepieņemama, jo tas noved pie ātras auto akumulatora izlādes, tās pārkaršanas un citām problēmām.

Lai nodrošinātu pašreizējās ķīmisko avotu darbu vēlamajā režīmā, tie ir savienoti ar noteiktu veidu tā sauktajās baterijās. Akumulatora elementus var savienot secīgi, paralēli jauktajai ķēdei. To vai šo savienojumu shēmu nosaka slodzes pretestība un pašreizējais patēriņš.

Vissvarīgākā operatīvā prasība enerģijas iekārtām ir augsta darba efektivitāte. No formulas (23) var redzēt, ka efektivitāte mēdz būt vienotībai, ja iekšējā pretestība pašreizējā avota nav pietiekami, salīdzinot ar slodzes pretestību

Paralēli jūs varat savienot elementus, kam ir tas pats EMF. Vienots n. identiski elementi, tad no šāda akumulatora var iegūt strāvu

Šeit r. 1 - viena elementa pretestība, E. 1 - viena elementa EDC.

Šāds savienojums ir izdevīgs izmantot zemu brīvprātīgo slodzi, t.i. priekš R. r.. Tā kā akumulatora kopējā iekšējā pretestība paralēlā savienojumā samazinās n. reiz, salīdzinot ar viena elementa pretestību, to var izdarīt tuvu slodzes pretestībai. Tā rezultātā palielinās avota efektivitāte. Palielinās B. n. vienreiz elementu akumulatora enerģijas jauda.

 r., tas ir izdevīgāk savienot elementus akumulatora secīgi. Tajā pašā laikā EDC akumulators būs n. vēlreiz vairāk EDC vienā elementā un no avota jūs varat saņemt nepieciešamo strāvu

MērķisŠis laboratorijas darbs ir eksperimentālā pārbaude Teorētiskie rezultāti, kas iegūti virs kopējās, iekšējās un ārējās (noderīgās) jaudas un efektivitātes atkarības gan no pašreizējā patērētā un uz slodzes pretestības spēka.

Uzstādīšanas apraksts. Izpētīt pašreizējā avota ekspluatācijas īpašības, tiek izmantota elektriskā ķēde, kura diagramma ir parādīta attēlā. 4. Divi NKN-45 sārma baterijas tiek izmantotas kā pašreizējais avots, kas ir savienots. sekotājs - nē vienā akumulatorā Caur rezistoru r. kas simulē avota iekšējo kontaktu.

Tās iekļaušana mākslīgi Palielina akumulatora iekšējo rezistenci - lielāku, ka 1) aizsargā tos no pārslodzes, pārejot uz īssavienojuma režīmu un 2) ļauj mainīt avota iekšējo izturību pēc eksperimenta pieprasījuma. Kā kravu (ārējā ķēdes pretestība)
divi mainīgie rezistori ir rime R. 1 un R. 2 . (Viena raupja regulēšana, otrs - plāns), kas nodrošina vienmērīgu strāvas regulējumu plašā diapazonā.

Visas ierīces ir uzstādītas uz laboratorijas paneļa. Rezistori ir fiksēti zem paneļa, to vadības pogas un termināli tiek parādīti uz augšu, par kuriem ir piemēroti uzraksti.

Mērījumi. 1. Uzstādiet slēdzi Pneitrālā stāvoklī, slēdzis Vatvienot. Pildspalvas rezistori pagrieziet pretēji pulksteņrādītāja virzienam, līdz tas apstājas (tas atbilst vislielākajai slodzes pretestībai).

Savākt elektrisko ķēdi atbilstoši shēmai (4. att.), Ne pievienošana Pašreizējie avoti.

Pēc savāktās ķēdes pārbaudes ar skolotāju vai laboratorijas asistentu, pievienojiet baterijas E. 1 un E. 2 Ievērojot polaritāti.

Iestatiet īssavienojumu strāvu. Lai to izdarītu, novietojiet slēdzi P Līdz 2. pozīcijai (ārēja pretestība ir nulle) un izmantojot rezistoru r. Iestatiet miliammetru bultiņu ar instrumenta skalas robežu (labo) sadalījumu - 75 vai 150 mA. Pateicoties rezistoru r. Laboratorijas iekārtā tur spēja regulēt Pašreizējā avota iekšējā pretestība. Faktiski iekšējā pretestība ir pastāvīga vērtība šāda veida avotiem un to nevar mainīt.

Ievietojiet slēdzi P Regulā 1 , tādējādi ieslēdzot ārējo pretestību (slodze) R.= R. 1 + R. 2 avota ķēdē.

Pašreizējā ķēdes maiņa pēc 5 ... 10 mA no lielākajiem līdz mazākajai vērtībai, izmantojot rezistorus R. 1 un R. 2 , pierakstiet MILIMMETER un Voltmetera rādījumus (spriegums uz slodzes U.) tabulā.

Ievietojiet slēdzi P neitrālā stāvoklī. Šādā gadījumā pašreizējam avotam ir pievienots tikai voltmetrs, kas ir diezgan liela pretestība, salīdzinot ar avota iekšējo pretestību, tāpēc voltmetru lasījums būs nedaudz mazāks par EDC avotu. Tā kā jums nav citas iespējas, lai noteiktu tās precīzu vērtību, tas paliek, lai ņemtu liecību par voltmetru par E.. (Lai iegūtu plašāku informāciju par to, skatiet laboratorijas darbu Nr 311).

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

Apstrādes rezultāti. 1. Katrai pašreizējai vērtībai aprēķina:

pilnīga jauda pēc formulas (5), \\ t

Ārējā (noderīga) jauda pēc formulas

iekšējā jauda no attiecības

izturība pret ķēdes ārējo daļu no OHM likuma R.= U./ I.,

Pašreizējā avota CPD saskaņā ar formulu (16).

Veidot atkarības grafiku:

pilna, noderīga un iekšējā jauda no strāvas I. (vienā tabletē), \\ t

pilnīga, noderīga un iekšējā jauda no pretestības R. (Arī vienā tabletē); Ir pamatoti veidot tikai daļu no grafika, kas atbilst tās zema apjoma daļai, un 4-5 eksperimentālie punkti ir no 15 augstas mainīgā reģionā, \\ t

Avota efektivitāte no patērētās strāvas vērtības I.,

Efektivitāte no slodzes pretestības R..

No diagrammām P. e. no I. un P. e. no R. noteikt maksimālo lietderīgo spēku ārējā ķēdē P. e. Maks.

No grafika P. e. no R. Noteikt pašreizējā avota iekšējo pretestību r..

No diagrammām P. e. no I. un P. e. no R. Atrodiet pašreizējā avota CPD, kad I. max un R. max .

Kontroles jautājumi

1. Ievelciet ekspluatācijā izmantoto elektrisko ķēdes ķēdi.

2. Kāds ir pašreizējais avots? Kas ir slodze? Kāds ir ķēdes iekšējais gabals? Kur sākas ārējā daļa ķēdes sākas un kur ārējā daļa ķēdes beigām? Kas ir mainīgais rezistors r. ?

3. Ko sauc par ārēju, noderīgu, iekšējo, pilnu jaudu? Kāda jauda ir zaudējumi?

4. Ja tiek piedāvāta lietderīga jauda šajā darbā, tiek piedāvāts paļauties uz formulu P. e. = Iu., nevis formula (2)? Pamatot šos ieteikumus.

5. Izveidojiet eksperimentālos rezultātus, ko jūs iegūstat ar aprēķināto metodoloģisko rokasgrāmatu, gan pētījumā par pašreizējās jaudas atkarību un slodzes pretestību.

Avoti toks.Kopsavilkums \u003e\u003e Fizika

Turpinās no 3 līdz 30 min atkarības no Temperatūra ... jauda (līdz 1,2 kW / kg). Izlādes laiks nepārsniedz 15 minūtes. 2.2. Ampulovs avoti toks. ... Lai izlīdzinātu svārstības slodze Elektroenerģijas sistēmās ... jābūt salīdzinoši zemām KPD. (40-45%) un ...

Jauda Harmoniskās svārstības elektrisko ķēžu

Lekcija \u003e\u003e Fizika

... no avots iebildums slodze Nepieciešamais vidējais rādītājs jauda. Tā kā sarežģīti spriegumi un toki. ... slodze un izstrādāts ģenerators jaudair vienāds ar  \u003d 0,5. Palielinot RH - vidējo jauda samazinās, bet aug KPD.. Grafiks atkarības KPD. ...

Kopsavilkums \u003e\u003e Komunikācijas un komunikācija

... jauda Ierīces - patērētas jauda Ierīces - izeja jauda Ierīces - KPD. Ierīces pieņemt KPD. ... kas ir B. atkarības no Regulēšanas dziļums ... pastāvīga neatkarīga no Mainīt toks. slodze. W. avoti Pārtika ar ...

Kursa \u003e\u003e Fizika

... jauda Ups dalīts ar Avoti nepārtraukta jauda Malaja jauda (ar pilnu jauda ... no Baterijas, mīnus - samazinās KPD. ... toks. salīdzinot ar nominālo vērtību toks. slodze. ... 115 V atkarības no slodze; Pievilcīgs izskats ...

1. variants
Elektriskajā ķēdē, kuras diagrammā ir attēlota attēlā, mērinstrumenti ir perfekti, voltmetrs parāda sprieguma vērtību 8 V, un ampērmetrs ir pašreizējā 2 A. vērtība, kāda ir siltuma vērtība 1 sekundē uzsvēra rezistoru?
Attēlā redzams elektriskās ķēdes ķēde, ieskaitot DC avotu, perfektu voltmetru, atslēgu un rezistoru. Voltmetra liecība ar slēgtu taustiņu ir 3 reizes mazāk nekā voltmetru lasīšana, kad atslēga ir atvērta.
Var apgalvot, ka pašreizējā avota iekšējā pretestība
Attēlā redzams elektrisko ķēdi. VoltMeter rāda spriegumu 2 V. Apsverot ampērmetru un voltmetru ideālu, nosaka ampērmetra rādījumus.

Attēlā redzams elektrisko ķēdi. Ampērmetrs un voltmetrs uzskata par ideālu. VoltMeter rāda spriegumu 12 V. Ampmeret parāda pašreizējo spēku

Attēlā redzams elektriskās ķēdes ķēde. Ar to, ko rezistors plūst vislielāko strāvu?
Attēlā redzams elektriskās ķēdes ķēde. Ar AV iedaļu plūsmas pastāvīgu strāvu 4 A. Kāds spriegums parāda perfektu voltmetru, ja pretestība ir 1 omi?
Attēlā redzams elektriskās ķēdes daļas diagramma, kas sastāv no trim rezistoriem R1, R2, R3. Kurš no šiem zīmējumiem tiek dots elektriskā ķēde Vai šis ķēdes gabals ir līdzvērtīgs norādītajam?

8. uz pašreizējo avotu ar EDC 9 un 1 OHM iekšējo pretestību, savienots rezistors ar 8 omu pretestības pretestību; dzīvoklis kondensators. Instalētajā režīmā elektriskā lauka stiprums starp kondensatora plāksnēm 4. Nosakiet attālumu starp tās plāksnēm.

2. variants.
1. Students samontēja elektrisko ķēdi, kas parādīta attēlā. Kāda enerģija ir pieejama ķēdes ārējā daļā, kad pašreizējās plūsmas 10 minūtes? Nepieciešamie dati ir norādīti shēmā. Ampērmetrs tiek uzskatīts par ideālu.
2. Pašreizējā avotā ir EMF 6 V, iekšējā rezistence 1 omi, R1 \u003d 1 OHM R2 \u003d R3 \u003d 2 omi. Kādas stiprības pašreizējās plūsmas caur avotu?

3. Attēlā redzams elektrisko ķēdi. Ampērmetrs un voltmetrs uzskata par ideālu. VoltMeter rāda spriegumu 12 V. Ampmeret parāda pašreizējo spēku

4. Attēlā redzams elektrisko ķēdi. Ampērmetrs un voltmetrs uzskata par ideālu. VoltMeter rāda spriegumu 2 V. Ampmeret parāda pašreizējo spēku

5. Skaitlis parāda elektriskās ķēdes ķēdi. Ar to, ko rezistors ieplūst mazākā strāva?
6ha skaitlis parāda elektriskās ķēdes ķēdi. Ar AV iedaļu plūsmas pastāvīgu strāvu 6 A. Kāds spriegums parāda perfektu voltmetru, ja pretestība ir 1 omi?
7.
Attēlā redzams elektriskās ķēdes daļas diagramma, kas sastāv no trim rezistoriem R1, R2, R3. Kurš no šiem zīmējumiem parāda šīs ķēdes sadaļas elektrisko diagrammu, kas ir līdzvērtīga norādītajam?

8. uz pašreizējo avotu ar EDC 10 un 1 ω iekšējo pretestību, paralēli savienots rezistors ar 8. rezistenci un plakanu kondensatoru, attālums starp plāksnēm, no kurām ir 4 cm. Kas ir elektriskā lauka stiprums starp kondensatora plāksnes?

Lietišķie faili

1. Kāds ir laiks pagājušo strāvas ar spēku 5 A atbilstoši diriģenta, ja pie sprieguma tās galiem 120V vadā summa siltuma vienāds ar 540 kJ? (Sniedziet atbildi sekundēs.)

2. Elektriskajā sildītājā ar spirāles nemainīgu pretestību, caur kuru pastāvīgās pašreizējās plūsmas laikā t. Siltuma daudzums ir atšķirīgs Q.. Ja pašreizējais un laiks t. Palielināt divreiz, cik reizes palielinās sildītājā atbrīvotā siltuma daudzums?

3. Rezistors 1 Ar elektrisko pretestību 3 omiem un rezistoru 2 ar elektrisko pretestību 6 omi ir iekļauti DC ķēdē. Kas ir vienāds ar attiecību summas, kas atbrīvota no rezistora 1, uz siltuma daudzumu, kas izlaists rezistors 2 tajā pašā laikā?

4. Attēlā redzams pašreizējā spēka laika kvēlspuldze no sprieguma uz tās termināļiem. Kāda ir strāvas spēks lampā pie sprieguma 30 V? (Sniegt atbildi vatos.)

Students pulcēja attēlā redzamo elektrisko ķēdi. Kāda enerģija ir pieejama ķēdes ārējā daļā, kad pašreizējās plūsmas 10 minūtes? (Atbilde Express uz CJ. Nepieciešamie dati ir norādīti shēmā. Ampmeret tiek uzskatīts par ideālu.)

6. Uz pašreizējo avotu ar EDC 2, kondensators ar jaudu 1 μf ir savienots. Kāds darbs avots darīja, iekasējot kondensatoru? (Atbilde ICD.)

7. Uz pašreizējo avotu ar EDC 2, kondensators ar jaudu 1 μf ir savienots. Kāds siltums ir iezīmēts ķēdē kondensatora iekasēšanas procesā? (Sniedziet atbildi uz ICJ.) Radiācijas ietekme novārtā.

8. Uz perfektu pašreizējo avotu ar EDC 3 kondensatorā ar jaudu 1 μf vienu reizi caur rezistoru Un otro reizi - caur rezistoru Cik reizes otrajā gadījumā siltums, kas izlaists rezistorā, salīdzinot ar pirmo? Starojums novārtā.

9. Uz pašreizējo avotu ar EDC 4 V un iekšējo pretestību Savienota slodzes pretestība. Kas tas būtu vienāds ar avota efektivitāti 50%? (Atbilde OMAH).

10. Elektriskajā ķēdē, kuras diagrammā ir attēlota attēlā, mērinstrumenti ir perfekti, voltmetrs parāda sprieguma vērtību 8 V, un ampērmetrs ir pašreizējā 2 A. vērtība, kāda ir siltuma vērtība 1 sekundē uzsvēra rezistoru? (Sniedziet atbildi džoulos.)

11. Numuru izgaismo četras tās pašas paralēlas spuldzes. Elektroenerģijas patēriņš stundā ir vienāds Q.. Kas būtu paralēlu spuldzes skaits, lai elektroenerģijas patēriņš stundā ir vienāds ar 2 Q.?

12. Elektriskā tējkanna ar jaudu 2,2 kW ir paredzēts, lai iekļautu elektrisko tīklu sprieguma 220 V. Noteikt strāvu siltumenerģijas no tējkannas, kad tas darbojas šādā tīklā. Atbilde, lai panāktu ampēros.

13. Elektrostāvvietas korpusā ir uzraksts: "220 V, 660 W". Atrast spēku, ko patērē Rosther. (Atbilde dod amperos.)

14. Uz elektriskā kvēlspuldzes pamatnes tas ir rakstīts: "220 V, 60 W". Divi šādi lukturi ir savienoti paralēli un savieno ar 127 V. spriegumu Kāda jauda tiks izcelta divās lampās ar šādu savienojuma metodi? (Atbilde, lai dotu vatos, noapaļots līdz veselam skaitlim.), Risinot problēmu, uzskatiet, ka lampas pretestība nav atkarīga no tā piemērotā sprieguma.

15. Elektriskā kvēlspuldzes pamatnē tas ir rakstīts: "220 V, 100 W." Trīs šādi lukturi ir savienoti paralēli un savienoti ar spriegumu 127 V. Kāda jauda tiks izcelta trīs šajās lampās ar šādu savienojuma metodi? (Atbilde, lai dotu vatos, noapaļots līdz veselam skaitlim.), Risinot problēmu, uzskatiet, ka lampas pretestība nav atkarīga no tā piemērotā sprieguma.

16. Skolās laboratorijā ir divi apaļkomponentu vadu. Pirmā diriģenta pretestība ir 2 reizes izturība pret otro diriģentu. Pirmā diriģenta garums ir 2 reizes ilgāks par otrā garumu. Kad šie vadītāji ir savienoti ar tiem pašiem konstanta sprieguma avotiem vienlaicīgi intervālos otrajā diriģentā, siltuma daudzums ir 4 reizes lielāks nekā pirmajā. Kāda ir otrā diriģenta rādiusa attiecība pret pirmā diriģenta rādiusu?

17. Skolās laboratorijā ir divi apaļkomponentu vadu. Pirmā diriģenta pretestība ir 2 reizes izturība pret otro diriģentu. Pirmā diriģenta garums ir 2 reizes ilgāks par otrā garumu. Savienojot šos vadus uz tiem pašiem konstanta sprieguma avotiem vienlaicīgi intervālos otrajā diriģentā, siltuma daudzums ir 4 reizes mazāks nekā pirmajā vietā. Kāda ir pirmā diriģenta rādiusa attiecība pret otrā diriģenta rādiusu?

18. R. 1, kas iekļauta elektriskajā ķēdē, kuru diagramma ir parādīta attēlā? (Atbilde, lai dotu vatos.) R. 1 \u003d 3 omi, R. 2 \u003d 2 omi, R.

19. Kāda jauda ir iezīmēta rezistorā R. 2, kas iekļauti elektriskajā ķēdē, kura diagramma ir attēlota attēlā? (Atbilde, lai dotu vatos.) R. 1 \u003d 3 omi, R. 2 \u003d 2 omi, R. 3 \u003d 1 OHM, EMF 5 V avota, iekšējā pretestība avota ir niecīga.

20. R. \u003d 16 omi un spriegums starp punktiem A. un B.ir 8. gadsimtā? Atbildiet uz vatiem.

21. Kāda jauda ir iezīmēta ķēdes sadaļā, kura diagramma ir parādīta attēlā, ja R. \u003d 27 Ohm un spriegums starp punktiem A. un B.ir 9. gadsimtā? Atbildiet uz vatiem.

22. I. \u003d 6 A. Kāda ir pašreizējā pašreizējā, ka ampērmetrs rāda? (Sniedziet atbildi amperos.) Izturība pretestību pret nolaidību.

23. Rezistors ar pretestību ir savienota ar pašreizējo avotu ar EDC un iekšējo pretestību Ja pievienojat šo rezistoru pašreizējam avotam ar EDC un iekšējā pretestība Kurā laikā palielināsies šajā rezistors piešķirtā jauda?

24.

I. U. uz lampas. Šāds lukturis tika savienots ar pastāvīgu sprieguma avotu 2 W. Kāda veida darbs būs elektriskā strāva lampas kvēldiegā 5 sekunžu laikā? Atbilde Express J.

25.

Grafiks parāda eksperimentāli iegūto atkarību no pašreizējās I.plūst caur kvēlspuldzi no sprieguma U. uz lampas. Šāds lukturis bija savienots ar konstanta sprieguma avotu 4 V. Kāda veida darbs būs elektriskā strāva lampas pavedienos 10 sekundēs? Atbilde Express J.

26. Caur ķēdes sekciju (skatīt attēlu) ir pastāvīga strāva I. \u003d 4 A. Kāds spēks parādīs perfektu amermetru, kas iekļauts šajā ķēdē, ja katras rezistora pretestība r. \u003d 1 omi? Atbilde Express amperos.

27. Punkts pozitīva maksa par vērtību 2 μl ir novietots starp divām pagarinātām plāksnēm, kas vienmērīgi apsūdzēts ar dažādiem maksājumiem. Elektriskā lauka stiprības modulis, ko rada pozitīvi uzlādēts plāksne ir 10 3 kV / m, un lauks, ko rada negatīvi uzlādēta plāksne, ir 2 reizes vairāk. Noteikt elektroenerģijas moduli, kas darbosies norādītajā punktā.

28. Punkts pozitīvā maksa par vērtību 2 μl ir novietots starp divām paplašinātām plāksnēm, vienmērīgi jāmaksā pozitīvas maksas. Viena plāksnes radītā elektriskā lauka sprieguma modulis ir 10 3 kV / m, un otrās plāksnes radītais lauks ir 2 reizes vairāk. Noteikt elektroenerģijas moduli, kas darbosies norādītajā punktā. Atbilde Dodiet Newton.

29.

No, pretestības rezistors R. un K. Kondensators ir uzlādēts no sprieguma U. \u003d 20 V. maksa par kondensatoru plāksnēm ir vienāds q. \u003d 10 -6 cl. Kāda siltuma daudzums ir iezīmēts rezistorā pēc atslēgas aizvēršanas? Atbilde Izsaki ICD.

30.

Attēlā redzams ķēdes ķēde, kas sastāv no kondensatora kapacitātes kapacitātes No, pretestības rezistors R. un K. Jaudas kondensators C. \u003d 1 μf, un tas ir uzlādēts no sprieguma U. \u003d 10 V. Kāds siltuma daudzums ir iezīmēts rezistorā pēc atslēgas aizvēršanas? Atbilde Izsaki ICD.

31. Elektroenerģijas mērītāja drošinātājs dzīvokļa tīkla spriegumā 220V ir aprīkots ar uzrakstu: "6 A". Kāda ir elektrisko ierīču maksimālā kopējā jauda, \u200b\u200bko var vienlaikus iekļaut tīklā, lai drošinātājs netiktu izkausēts? (Atbilde vatos)

Laboratorijas darba numurs 3.7.

Noderīgas jaudas un pašreizējo avotu efektivitātes izpēte

Uzvārds I.O. _____________ grupa ______ Datums ______

Ieviešana

Šī darba mērķis ir eksperimentāli pārbaudīt teorētiskos secinājumus par atkarību no lietderīgās jaudas un efektivitātes pašreizējā avota no slodzes pretestības.

Elektriskā ķēde sastāv no pašreizējā avota, piegādes vadiem un slodzēm vai patērētājam strāvas. Katram no šiem ķēdes elementiem ir pretestība.

Piegādes vadu pretestība parasti ir ļoti maza, tāpēc tās var atstāt novārtā. Katrā ķēdes sadaļā tiks patērēts enerģijas avota enerģija. Ļoti svarīga praktiska nozīme ir jautājums par elektroenerģijas patērētajiem izdevumiem.

Kopējā elektroenerģijas p, kas uzsvērta ķēdē, tiks veikta no jaudām, kas piešķirta ārējā un iekšējā daļā ķēdes: P \u003d i 2 · r + i 2 · r \u003d i 2 (r + r). Kā I (r + r) \u003d εT. P \u003d i · ε,

kur r ir ārēja pretestība; R - iekšējā pretestība; ε - EMF strāvas avots.

Tādējādi kopējā vara, kas izdalās ķēdē, izteikta pašreizējā EMF elementa gaitā. Šī jauda tiek piešķirta, jo trešo pušu avoti; Šādi enerģijas avoti var būt, piemēram, ķīmiskie procesi, kas notiek elementā.

Apsveriet, kā ķēdē piešķirtā jauda ir atkarīga no ārējās pretestības, uz kuru elements ir slēgts. Pieņemsim, ka šīs EMF un šīs iekšējās pretestības elements aizver ārējo izturību r; Noteikt atkarību no R pilna jauda p, tiek piešķirts ķēdē, jauda p a, izolēta ārējā daļā ķēdes un efektivitāti.

Pašreizējās I posma spēks ir izteikts saskaņā ar OMA likumu pa attiecību

Pilnīga jauda, \u200b\u200bkas izdalīta ķēdē, būs vienāda ar

Ar pieaugumu R, strāvas pilieni, cenšoties asimptotiski uz nulli ar neierobežotu pieaugumu R.

Ķēdes ārējā daļā atbrīvotā jauda ir vienāda ar

Var redzēt, ka lietderīgā jauda p a ir nulle divos gadījumos - pie r \u003d 0 un r \u003d ∞.

Izpētīt funkciju Р а \u003d f (r) uz ekstrēmumu, mēs iegūstam, ka r sasniedz maksimālo r \u003d r, tad

Lai nodrošinātu, ka maksimālā jauda P A tiek iegūta R \u003d R, ņem atvasinājumu P A ar ārējo pretestību

Ar maksimālo stāvokli, vienlīdzība ir nepieciešama, lai nulles pirmais atvasinājums

r 2 \u003d R2

R \u003d R.

Jūs varat pārliecināties, ka saskaņā ar šo nosacījumu mēs saņemsim maksimālu un ne vismaz P a, nosakot otrā atvasinājuma zīmi.

EMF avota efektivitātes (efektivitātes) η efektivitāte ir PA spēka attiecība, kas tiek izlaista ārējā ķēdē, uz PV kopējo jaudu, ko izstrādājusi EMF avots .

Būtībā EMF avota efektivitāte norāda, kāda daļa no trešās puses darba tiek pārveidota par elektroenerģiju un tiek dota ārējai ķēdei.

Izsakot spēku caur pašreizējo I, atšķirību potenciālu ārējā ķēdē u un lielumu elektromotīvju spēku ε, mēs iegūstam

Tas nozīmē, ka EDC avota efektivitāte ir vienāda ar ārējās ķēdes attiecību EMF. OHM tiesību piemērošanas apstākļos jūs varat arī aizstāt U \u003d ir; ε \u003d i (r + r), tad

Tādēļ gadījumā, ja visa enerģija tiek patērēta Lenz-jowle siltumā, EDC avota efektivitāte ir vienāda ar ārējās izturības attiecību pret pilnu ķēdes pretestību.

Pie R \u003d 0 Mums ir η \u003d 0. Ar pieaugošo R, efektivitātes pieaugums, mēdz vērtību η \u003d 1 ar neierobežotu pieaugumu R, tomēr strāvas padeves ārējā ķēdē ir tendence uz nulli. Tādējādi prasības attiecībā uz maksimālo lietderīgās jaudas vienlaicīgu sagatavošanu maksimālajā efektivitātē ir neiespējamas.

Ja r sasniedz maksimālo, tad η \u003d 50%. Ja efektivitāte η ir tuvu vienai, lietderīgā vara ir maza, salīdzinot ar maksimālo jaudu, ko šis avots varētu attīstīties. Tāpēc, lai palielinātu efektivitāti, ir nepieciešams samazināt EMF avota iekšējo pretestību, piemēram, akumulatoru vai dinamo mašīnu.

Attiecībā uz R \u003d 0 (īssavienojums) R A \u003d 0 un visa vara ir iezīmēta avotā. Tas var izraisīt avota iekšējo daļu pārkaršanu un tā atvasinājumu pārkaršanu. Šā iemesla dēļ nav atļauts īssavienojums avotiem (dinamo mašīnas, uzlādējamas baterijas)!

Att. 1 līkne 1 dod atkarību no jaudas p a, izolēta ārējā ķēdē, no pretestības ārējā daļa ķēdes r; Līkne 2 dod atkarību no r pilnas jaudas p; Līkne 3 - η efektivitātes gaita no vienas ārējās pretestības.

Darba veikšanas kārtība

1. Lasiet shēmu uz statīva.

2. Instalējiet pretestību R \u003d 100 omi, izmantojot veikalu.

3. Aizveriet taustiņu K.

4. Pašreizējie mērījumi ķēdē secīgi dažādām deviņām pretestībām pretestības veikalu, sākot no 100 omiem un augstāk. Padariet tabulā pašreizējās spēka mērījumu rezultātus, izsakot tos amperos.

5. Izslēdziet taustiņu K.

6. Aprēķināt par katru pretestību p, r a (vatos) un η.

7. Veidojiet grafikus p, r a un η no R.

Kontroles jautājumi

1. Ko sauc par EMF avota efektivitāti?

2. Noņemiet EDC avota efektivitātes formulu.

3. Kāda ir EMF avota lietderīgā jauda?

4. Noņemiet formulu EDC avota lietderīgās jaudas.

5. Kāda ir maksimālā jauda, \u200b\u200bkas piešķirta ārējā ķēdē (RA) max?

6. Ar kāda vērtība r pilna jauda p, kas izlaista ķēdes maksimālā?

7. Kāda ir EMF avota efektivitāte (RA) max?

8. Pētniecības funkcija (RA) \u003d f (r) uz ekstrēmum.