Studiul de putere completă, utilă și eficiența sursei actuale. Investigarea dependenței puterii și eficienței sursei actuale din sarcina externă Ce energie va fi separată în partea exterioară a lanțului

Legea ohma pentru lanțul complet:

I - Puterea curentului în lanț; Rezistența electronică electromotoare a sursei de curent incluse în lanț; R rezistența la lanțul extern; Rezistența sursei de curent internă.

Puterea alocată în lanțul extern

. (2)

De la formula (2) se poate observa că cu un scurtcircuit al lanțului ( R.®0) și când R.® Această putere este zero. Cu toate celelalte valori finite R. putere R. 1\u003e 0. În consecință, funcția R. 1 are un maxim. Valoare R. 0, care corespunde puterii maxime, pot fi obținute, diferențierea P 1 de-a lungul R și echivalând primul derivat la zero:

. (3)

De la Formula (3), luând în considerare faptul că R și R sunt întotdeauna pozitivi și E? 0, după transformări simple algebrice, obținem:

Prin urmare, puterea secretată în lanțul exterior atinge cea mai mare valoare cu rezistența lanțului exterior egal cu rezistența internă a sursei de curent.

În acest caz, curentul în lanț (5)

egală cu jumătate din curentul de scurtcircuit. În acest caz, puterea secretă în lanțul extern ajunge la el valoare maximăegal

Când sursa este închisă rezistenței externe, fluxurile curente și în interiorul sursei și, în același timp, la rezistența internă a sursei, există o anumită cantitate de căldură. Puterea petrecută pe selecția acestei căldură este egală cu

În consecință, puterea totală alocată în întregul lanț este determinată de formula

= I 2.(R + R.) = Adică (8)

EFICIENŢĂ

EFICIENŢĂ Sursa curentă este egală . (9)

De la formula (8) rezultă că

acestea. R. 1 modificări cu o schimbare a curentului în lanț de-a lungul unei legi parabolice și ia valori zero la i \u003d 0 și la. Prima valoare corespunde circuitului deschis (R \u003e\u003e R), al doilea - scurtcircuit (R)<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

Astfel, KPD. Atinge cea mai mare valoare H \u003d 1 în cazul unui circuit deschis (I \u003d 0) și apoi scade în conformitate cu legea liniară, întorcându-se la zero cu un scurtcircuit.

Dependența de putere P 1, P Full \u003d EI și KP. Sursa curentă din curentul din circuit este prezentată în fig.1.

Fig.1. I. 0 E / R.

Din grafice se poate observa că obținerea în același timp a puterii utile și KP. Este imposibil. Când puterea alocată în secțiunea exterioară a lanțului P 1 ajunge la cea mai mare valoare, KP. În acest moment este de 50%.

Procedura de metodă și măsurătoare

Strângeți lanțul prezentat în fig. 2. Pentru a face acest lucru, faceți mai întâi faceți clic pe butonul stâng al mouse-ului peste butonul ED. În partea de jos a ecranului. Deplasați marcajul mouse-ului la partea de lucru a ecranului, unde sunt localizate punctele. Faceți clic stânga în partea de operare a ecranului, unde va fi localizată sursa ED.

În continuare secvențial cu sursa rezistorului care prezintă rezistența sa internă (apăsând butonul de preîncărcare din partea inferioară a ecranului) și ammetrul (butonul de acolo). Apoi plasarea rezistențelor la sarcină similare și un voltmetru, tensiunea de măsurare a sarcinii.

Conectați firele de conectare. Pentru a face acest lucru, apăsați butonul fir din partea de jos a ecranului, apoi mutați marcajul mouse-ului în zona de lucru schemă. Faceți clic pe butonul stâng al mouse-ului din locurile ecranului ecranului, unde trebuie să fie firele de conectare.

4. Setați valorile parametrilor pentru fiecare element. Pentru a face acest lucru, faceți clic pe butonul stâng al mouse-ului de pe butonul săgeată. Apoi faceți clic pe acest element. Deplasați marcajul mouse-ului la motorul care apare, apăsați butonul stâng al mouse-ului și menținându-l în jos, modificați valoarea parametrului și setați valoarea numerică indicată în tabelul 1 pentru opțiunea dvs.

Tabelul 1. Parametrii sursei lanț electric

opțiune

5. Montați rezistența circuitului extern 2hm, apăsați butonul "Contul" și scrieți citirile instrumentelor electrice în liniile corespunzătoare din tabelul 2.

6. Creșteți în mod consecvent rezistența unui lanț extern cu 0,5 ohmi de la 2hm la 20 ohmi utilizând motorul regulatorului și prin apăsarea butonului "cont", scrieți citirile instrumentelor electrice din tabelul 2.

7. Calculați conform formulelor (2), (7), (8), (9) p1, p 2, p plin și h. Pentru fiecare pereche de lecturi de voltmetru și ammetru și scrieți valorile calculate în Tabelul 2.

8. Construiți grafica P 1 \u003d F (R), P 2 \u003d F (R), P 2 \u003d F (R), P este plin \u003d f (r), h \u003d f (r) și u \u003d f (R) pe o singură coală de hârtie milimetrică.

9. Calculați erorile de măsurare și extragerea rezultatelor experimentelor.

Tabelul 2. Rezultatele măsurării și calculului






P plin, w

Întrebări și sarcini pentru auto-control

Înregistrați legea Joule-Lenza în forme integrale și diferențiale.
Ce este un curent de scurtcircuit curent?
Ce este puterea completă?
Așa cum a fost calculat de K.P.D. Sursă curentă?
Dovediți că cea mai mare putere utilă este alocată în egalitatea de rezistență externă și internă a lanțului.
Declarația este adevărată că puterea secretă în partea interioară a lanțului este constantă pentru această sursă?
Un voltmetru atașat la clipurile panoului bateriei lămpii de buzunar, care a arătat 3,5 V.
Apoi, voltmetrul a fost deconectat și lampa a fost conectată la locul său, pe baza căreia a fost scrisă: P \u003d 30 W, U \u003d 3,5 V. Lampa nu a ars.
Explicați fenomenul.
Cu o închidere alternativă a bateriei pe rezistența R1 și R2 în același timp, o cantitate egală de căldură a fost separată. Determinați rezistența internă a bateriei.

Dependența puterii și eficienței sursei actuale din încărcătură

Instrumente și accesorii:panou de laborator, două baterii, milliametru, voltmetru, rezistențe variabile.

Introducere Sursele cele mai răspândite ale DC sunt elementele galvanice, bateriile, redresoarele. Ne conectăm la sursa actuală care are nevoie de energia electrică (becul, recepția radio, microcalculatorul etc.). Această parte a circuitului electric este numită o sarcină obișnuită. Sarcina are o rezistență electrică R. și consumă dintr-o sursă de forță curentă I. (Fig.1).

Încărcarea formează partea exterioară a circuitului electric. Dar există o parte interioară a lanțului - este de fapt sursa actuală în sine, are rezistență electrică r., Curge același curent I.. Limita dintre secțiunile interioare și cele externe ale lanțului sunt terminalele "+" și "-" sursa actuală la care se alătură consumerului

În figura 1, sursa de curent este acoperită de un circuit de curse.

Sursa curentă cu forță electromotivă E. Creează într-un curent de circuit închis, al cărui putere este determinată legea lui Ohm:

Când scurgerile curente R. și r. Ele alocă energie termică, determinată lege Jojle Lenza.Puterea în partea exterioară a lanțului R. e. - Putere externă

Această putere este util.

Putere în interior R. i. - Putere internă. Nu este disponibilă pentru utilizare și, prin urmare, este pierderisursă putere

Deplin Sursa de alimentare curentă R. Există suma acestor doi termeni,

După cum se poate observa din definițiile (2,3,4), fiecare dintre capacitățile depinde de curentul care curge și de rezistența părții corespunzătoare a lanțului. Luați în considerare această dependență separată.

Dependența de putereP. e. , P. i. , P. de la sarcina curentă.

Luând în considerare legea OHM (1), puterea completă poate fi scrisă după cum urmează:

În acest fel, puterea completă a sursei este direct proporțională curent curent.

Puterea a fost eliberată pe sarcină ( extern) există

Este zero în două cazuri:

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

Prima condiție este corectă pentru circuitul deschis când R. , al doilea corespunde așa-numitei închidere scurtă sursă atunci când rezistența lanțului extern R. = 0 . În același timp, curentul din lanț (a se vedea formula (1)) atinge cea mai mare valoare - scurt circuit.

In acelasi timp deplin Puterea devine cea mai mare

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

Cu toate acestea, totul se remarcă în interiorul sursei.

Aflați în ce condiții devine puterea externă maxi Mal.. Dependența de putere P. e. Din curent este (vezi Formula (6)) parabolic:

Poziția funcției maxime definește din starea:

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

Puterea utilă atinge valoarea maximă la curent

ceea ce este jumătate din curentul de scurtcircuit (8), (vezi figura 2):

Puterea externă cu acest curent este

(12)

acestea. Puterea externă maximă este cea de-a patra parte a celei mai mari puteri sursă totale.

Puterea a fost eliberată pe rezistența internă la curent I. Max este definită după cum urmează:

, (13)

acestea. Este, de asemenea, un sfert din cea mai mare putere totală a sursei de alimentare. Rețineți că atunci când este curentul I. Max.

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

Când curentul din lanț caută cea mai mare valoare I. kz. , Putere internă

acestea. egală cu cea mai mare sursă de alimentare (9). Aceasta înseamnă că toată puterea sursei se evidențiază asupra acestuia intern Rezistența, care, desigur, este dăunătoare din punctul de vedere al siguranței sursei actuale.

Punctul caracteristic al graficelor de caractere P. e. = P. e. (I.) arătând în fig. 2.

Eficienţă Funcționarea sursei actuale este estimată a fi eficiență eficientă. Eficiența este raportul dintre puterea totală a sursei totale:

 = P. e. / P..

Folosind formula (6), expresia pentru eficiență poate fi scrisă după cum urmează:

. (15)

De la formula (1) se poate vedea că E. – Ir. = Ir. există o tensiune U. privind rezistența externă. În consecință, eficiența

 = U./ E. . (16)

Din expresia (15), ci și acest lucru

 = (17)

acestea. Eficiența sursei depinde de curentul din lanț și tinde la cea mai mare valoare egală cu una, la un curent I.  0 (Fig.3) . Cu o creștere a curentului, eficiența eficienței scade în conformitate cu legea liniară și se transformă în zero cu un scurtcircuit atunci când curentul din lanț devine cel mai mare I. kz. = E./ r. .

De la natura parabolică a dependenței puterii externe din curentul (6) rezultă că una și aceeași putere pe încărcătură P. e. Se poate obține la două valori diferite în lanț. Din formula (17) și din program (fig.3) se poate observa că, pentru a obține din sursa unei eficiențe mai mari, este de preferat munca la curenții de sarcină mai scăzută, acest coeficient este mai mare acolo.

2. Dependența puteriiP. e. , P. i. , P. de la rezistența la sarcină.

Considera dependență Full, util și intern puterea de la exterior rezistenţăR. În lanțul sursei cu EMF E. și rezistența internă r..

Deplin Puterea dezvoltată de sursă poate fi scrisă după cum urmează dacă în formula (5) înlocuiește expresia pentru curentul (1):

Puterea completă depinde de rezistența la sarcină R.. Este cel mai mare lanț cu un scurtcircuit atunci când rezistența la sarcină apelează la zero (9). Cu rezistență la creșterea sarcinii R. Puterea completă scade, încercând pentru zero la R.   .

La rezistența externă se remarcă

(19)

Exterior putere R. e. Face parte din puterea completă R. iar valoarea sa depinde de raportul de rezistență R./(R.+ r.) . Cu o închidere scurtă, puterea externă este zero. Cu rezistență sporită R. Crește în primul rând. Pentru R.  r. Puterea externă de magnitudine se angajează să completeze. Dar puterea benefică în sine devine mică, deoarece puterea totală scade (vezi Formula 18). Pentru R.  Puterea externă tind la zero ca fiind completă.

Care ar trebui să fie rezistența la sarcină pentru a obține de la această sursă maxim Putere externă (utilă) (19)?

Găsiți maximum această funcție din condiție:

Decizia acestei ecuații ajungem R. Max \u003d. r..

În acest fel, În lanțul exterior, puterea maximă se distinge dacă rezistența sa este egală cu rezistența internă a sursei de curent. În același timp, starea curentului în lanț este egală E./2 r., acestea. Circuitul scurt de curent (8). Putere maximă utilă cu o astfel de rezistență

(21)

care coincide cu ceea ce a fost obținut mai sus (12).

Puterea a fost eliberată pe rezistența internă a sursei

(22)

Pentru R. P. i.  P., și atunci când R.=0 atinge cea mai mare valoare P. i. Nb. = P. nb. = E. 2 / r.. Pentru R.= r. Puterea internă este pe jumătate plină, P. i. = P./2 . Pentru R. r. Ea scade aproape la fel ca completă (18).

Dependența eficienței rezistenței părții exterioare a lanțului este exprimată după cum urmează:

 = (23)

Formula rezultată implică faptul că eficiența tinde la zero atunci când rezistența la sarcină abordează zero, iar eficiența tinde la cea mai mare valoare egală cu cea, cu o creștere a rezistenței la sarcină la R. r. . Dar puterea utilă în același timp scade aproape ca 1/ R. (Vezi Formula 19).

Putere R. e. atinge valoarea maximă când R. max. = r., Eficiența este egală cu formula (23),  = r./(r.+ r.) = 1/2. În acest fel, condiția pentru obținerea unei puteri utile maxime nu coincide cu condiția de obținere a celei mai mari eficiențe.

Cel mai important rezultat al considerației este coordonarea optimă a parametrilor sursei cu natura încărcăturii. Aici puteți aloca trei domenii: 1) R. r., 2)R. r., 3) R. r.. Primul Cazul are loc în cazul în care este necesară o putere redusă de la sursă, de exemplu, în ceasul electronic, microcalculatoare. Dimensiunile unor astfel de surse sunt mici, oferta de energie electrică în ele este mică, trebuie să fie cheltuită din punct de vedere economic, astfel încât acestea să funcționeze cu o eficiență ridicată.

Al doilea Cazul este un scurtcircuit în sarcină la care este evidențiată toată puterea sursei și firele care leagă sursa cu sarcina. Acest lucru duce la încălzirea lor excesivă și este o cauză destul de comună a incendiilor și a incendiilor. Prin urmare, un scurtcircuit de surse de mare putere (Mașini dinamice, baterii, redresoare) este extrem de periculos.

ÎN al treilea Cazul de la sursă doriți să obțineți cel puțin puterea maximă un scurt Timpul, de exemplu, la pornirea motorului mașinii utilizând un starter electric, valoarea eficienței nu este atât de importantă. Starterul este pornit pentru o perioadă scurtă de timp. Operarea pe termen lung a sursei în acest mod este aproape inacceptabilă, deoarece duce la o descărcare rapidă a unei baterii de mașină, supraîncălzirea și alte probleme.

Pentru a asigura lucrarea surselor chimice de curent în modul dorit, acestea sunt conectate la un anumit mod în așa-numitele baterii. Elementele din baterie pot fi conectate secvențial, paralel cu circuitul mixt. Aceasta sau că schema compusă este determinată de rezistența la sarcină și de consumul curent.

Cea mai importantă cerință operațională pentru instalațiile de energie este eficiența ridicată a activității lor. Din formula (23) se poate observa că eficiența tinde la unitate dacă rezistența internă a sursei de curent nu este suficientă în comparație cu rezistența la sarcină

În paralel, puteți conecta elementele având aceeași EMF. Unit n. elemente identice, apoi de la o astfel de baterie puteți obține un curent

Aici r. 1 - Rezistența unui element, E. 1 - EDC al unui element.

O astfel de conexiune este benefică de utilizare la sarcină voluntară scăzută, adică pentru R. r.. Deoarece rezistența internă totală a bateriei la o conexiune paralelă scade n. odată comparată cu rezistența unui element, acesta poate fi făcut aproape de rezistența la sarcină. Datorită acestui fapt, eficiența sursei crește. Crește B. n. o dată și capacitatea energetică a bateriei de elemente.

 r., este mai profitabil să conectați secvențial elementele din baterie. În același timp, bateria EDC va fi în n. o dată mai mult EDC a unui element și de la sursă puteți obține actualul curent

Scopaceastă lucrare de laborator este verificarea experimentală Rezultatele teoretice obținute deasupra dependenței puterii totale, interne și externe (utile) și eficiența sursei atât din rezistența consumului de curent, cât și de rezistența la sarcină.

Descrierea instalării. Pentru a studia caracteristicile de funcționare ale sursei de curent, se utilizează un circuit electric, a cărei diagramă este prezentată în fig. 4. Două baterii alcaline NKN-45 sunt utilizate ca o sursă de curent care este conectată. urmator - No. într-o baterie Prin rezistență r. care simulează contactul intern al sursei.

Includerea sa artificial Crește rezistența internă a bateriei mai mare, că 1) le protejează de suprasarcină la trecerea la modul de scurtcircuit și 2) face posibilă modificarea rezistenței interne a sursei la cererea experimentatorului. Ca o sarcină (rezistență la lanț extern)
două rezistențe variabile sunt rime R. 1 și R. 2 . (O ajustare dură, cealaltă - subțire), care oferă o reglare ușoară a curentului într-o gamă largă.

Toate dispozitivele sunt montate pe panoul de laborator. Rezervările sunt fixate sub panou, butoanele de comandă și terminalele sunt afișate în sus, despre care există inscripții adecvate.

Măsurători. 1. Instalați comutatorul P.În poziția neutră, comutatorul Vc.deconectat. Rezistorii de stilouri se transformă în sens invers acelor de ceasornic până când se oprește (corespunde celei mai mari rezistențe la sarcină).

Strângeți circuitul electric conform schemei (figura 4), nu atașare Surse de curent.

După verificarea lanțului colectat de către un profesor sau un asistent de laborator, atașați bateriile E. 1 și E. 2 Prin observarea polarității.

Setați curentul de scurtcircuit curent. Pentru a face acest lucru, plasați comutatorul P. La poziția 2 (rezistența externă este zero) și utilizând un rezistor r. Setați săgeata milliametru la diviziunea limită (din dreapta) a scalei instrumentului - 75 sau 150 mA. Datorită rezistenței r. În instalația de laborator acolo abilitatea de a reglementa Rezistența internă a sursei curente. De fapt, rezistența internă este o valoare permanentă pentru acest tip de surse și nu poate fi schimbată.

Puneți comutatorul P. în regulament 1 , transformând astfel rezistența externă (încărcare) R.= R. 1 + R. 2 în lanțul sursă.

Schimbarea curentului în lanț după 5 ... 10 MA de la cea mai mare la cea mai mică valoare folosind rezistențe R. 1 și R. 2 , scrieți citirile miliametrului și voltmetrului (tensiune pe încărcare U.) in masa.

Puneți comutatorul P. în poziția neutră. În acest caz, numai un voltmetru este atașat la sursa de curent, care are o rezistență destul de mare comparativ cu rezistența internă a sursei, astfel încât citirea voltmetrului va fi puțin mai mică decât sursa EDC. Deoarece nu aveți altă ocazie pentru a determina valoarea sa exactă, rămâne să luați mărturia unui voltmetru pentru E.. (Pentru mai multe informații despre acest lucru, consultați Laboratorul nr. 311).

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

Procesarea rezultatelor. 1. Pentru fiecare valoare curentă, calculați:

puterea completă cu formula (5),

puterea externă (utilă) cu formula

puterea internă din raport

rezistența la secțiunea exterioară a lanțului din legea ohm R.= U./ I.,

CPD a sursei de curent conform formulei (16).

Construiți grafica dependenței:

putere completă, utilă și internă de la curent I. (pe o tabletă),

putere completă, utilă și internă de la rezistență R. (de asemenea, pe o tabletă); Este rezonabil să se construiască doar o parte din graficul corespunzător părții sale cu volum redus și să piardă 4-5 puncte experimentale din 15 în regiunea de înaltă modificare,

Eficiența sursei din valoarea curentului consumat I.,

Eficiența rezistenței la sarcină R..

Din diagrame P. e. din I. și P. e. din R. determinați puterea maximă utilă în lanțul extern P. e. Max.

De la program P. e. din R. Determinați rezistența internă a sursei curente r..

Din diagrame P. e. din I. și P. e. din R. Găsiți CPD-ul sursei actuale când I. max. si pentru R. max. .

Controlați întrebările

1. Desenați circuitul circuitului electric utilizat în funcționare.

2. Care este sursa actuală? Care este sarcina? Care este complotul interior al lanțurilor? Unde începe secțiunea exterioară a lanțului și unde se află secțiunea exterioară a lanțului? Care este rezistența variabilă r. ?

3. Ce se numește capacitate externă, utilă, internă, completă? Ce putere este pierderi?

4. Când este oferită o putere utilă în această lucrare să se bazeze pe formula P. e. = Iu, nu formula (2)? Justificați aceste recomandări.

5. Creați rezultatele experimentale obținute de dvs. cu calculul indicat în manualul metodologic, atât în \u200b\u200bstudiul dependenței puterii actuale, cât și a rezistenței la sarcină.

Surse tok.Rezumat \u003e\u003e Fizică

Continuă din 3 până la 30 de minute în dependențe din Temperatura ... putere (până la 1,2 kW / kg). Timpul de descărcare nu depășește 15 minute. 2.2. Ampulov. surse tok. ... pentru netezire oscilații sarcină În sistemele de alimentare din ... ar trebui să fie relativ scăzute KPD. (40-45%) și ...

Putere Fluctuațiile armonice în circuitele electrice

Prelegere \u003e\u003e Fizică

... din sursă în sarcină Vine media necesară putere. De la tensiuni complexe și toki. ... sarcină și generator dezvoltat putereeste egală cu  \u003d 0,5. Cu creșterea RH - media putere scade, dar crește KPD.. Programa dependențe KPD. ...

Rezumat \u003e\u003e Comunicații și comunicații

... putere Dispozitive - consumate putere Dispozitive - ieșire putere Dispozitive - KPD. Dispozitive acceptă KPD. ... care este B. dependențe din Adâncime de reglementare ... independent independent din Schimbare tok. sarcină. W. surse Alimente cu ...

Cursuri \u003e\u003e Fizică

... putere UPS împărțit la Surse putere neîntreruptă Malaya. putere (cu plină putere ... din Baterii, minus - declin KPD. ... tok. comparativ cu valoarea nominală tok. sarcină. ... 115 V în dependențe din sarcină; Aspect atractiv ...

Opțiunea 1
În circuitul electric, a căror diagramă este descrisă în figură, instrumentele de măsurare sunt perfecte, voltmetrul arată valoarea tensiunii de 8 V și ampermetrul este valoarea curentului 2 A. Ce cantitate de căldură este evidențiat în rezistență în 1 secundă?
Figura arată circuitul circuitului electric, incluzând sursa DC, voltmetrul perfect, cheia și rezistența. Mărturia voltmetrului cu o tastă închisă este de 3 ori mai mică decât citirea voltmetrului atunci când cheia este deschisă.
Se poate argumenta că rezistența internă a sursei curente
Figura arată lanțul electric. Voltmetrul prezintă tensiunea 2 V. Având în vedere idealul ampermetrului și voltmetrului, determinați citirile ammetrului.

Figura prezintă circuitul electric. Ammetru și voltmetru consideră ideal. Voltmetrul arată o tensiune de 12 V. Ampmeret prezintă puterea curentă

Figura arată circuitul circuitului electric. Prin ce rezistor curge cel mai mare curent?
Figura arată circuitul circuitului electric. Prin secțiunea AV fluxurile permanente curent 4 A. Ce tensiune arată voltmetrul perfect dacă rezistența este de 1 ohmi?
Figura prezintă o diagramă a unei secțiuni a unui circuit electric constând din trei rezistori R1, R2, R3. Care dintre următoarele desene este dată circuit electric Este acest complot echivalent cu cel specificat?

8. la sursa curentă cu EDC 9 și rezistența internă a 1hm, a fost conectată un rezistor conectat cu o rezistență la rezistență de 8 ohmi; condensator plat. În modul instalat, rezistența câmpului electric între plăcile condensatorului 4. determină distanța dintre plăcile sale.

Opțiunea 2.
1. Studentul a asamblat circuitul electric prezentat în figură. Ce energie este disponibilă în partea exterioară a circuitului atunci când fluxurile de curent timp de 10 minute? Datele necesare sunt indicate în sistem. Ampermetrul este considerat ideal.
2. Sursa curentă are EMF 6 V, rezistența internă de 1 ohmi, R1 \u003d 1 Ohm R2 \u003d R3 \u003d 2 ohmi. Ce flux de forță curge prin sursă?

3. Figura prezintă un circuit electric. Ammetru și voltmetru consideră ideal. Voltmetrul arată o tensiune de 12 V. Ampmeret prezintă puterea curentă

4. Figura arată circuitul electric. Ammetru și voltmetru consideră ideal. Voltmetrul arată tensiunea 2 V. Ampmeret prezintă puterea curentă

5. Figura prezintă circuitul circuitului electric. Prin ce rezistor curge cel mai mic curent?
Figura 6 Afișează circuitul circuitului electric. Prin secțiunea AV fluxurile permanente 6 A. Ce tensiune arată voltmetrul perfect dacă rezistența este de 1 ohmi?
7.
Figura prezintă o diagramă a unei secțiuni a unui circuit electric constând din trei rezistori R1, R2, R3. Care dintre următoarele desene arată diagrama electrică a acestei secțiuni a lanțului echivalent cu cea specificată?

8. La sursa de curent cu EDC 10 și rezistența internă de 1 Ω, a fost conectat un rezistor paralel conectat cu o rezistență 8 și un condensator plat, distanța dintre plăcile este de 4 cm. Care este rezistența câmpului electric între Plăcile condensatorului?

Fișiere aplicate

1. Care este momentul trecerii curentului cu forța de 5 A, în funcție de dirijor, dacă la o tensiune la capetele sale 120V în conductor, cantitatea de căldură egală cu 540 kJ? (Dați răspunsul în câteva secunde.)

2. În încălzitorul electric cu rezistența neschimbată a spirală, prin care fluxurile curente constante, în timp t. Cantitatea de căldură se distinge Q.. Dacă este curent și timp t. Măriți de două ori, de câte ori cantitatea de căldură eliberată în încălzitor va crește?

3. Rezistența 1 cu o rezistență electrică de 3 ohmi și un rezistor 2 cu o rezistență electrică de 6 ohmi sunt incluse în circuitul DC. Ce este egal cu raportul dintre cantitatea de căldură eliberată pe rezistor 1, la cantitatea de căldură eliberată pe rezistor 2 în același timp?

4. Figura prezintă o cronologie a forței curente din lampa cu incandescență din tensiune pe bornele sale. Care este puterea curentului la lampă la o tensiune de 30 V? (Dați răspunsul în wați.)

Studentul a asamblat lanțul electric prezentat în imagine. Ce energie este disponibilă în partea exterioară a circuitului atunci când fluxurile de curent timp de 10 minute? (Răspuns Express la CJ. Datele necesare sunt indicate în schemă. AmpMereret este considerat ideal.)

6. La sursa de curent cu EDC2, condensatorul cu o capacitate de 1 μF este conectat. Ce lucrare a făcut sursa atunci când încărcați condensatorul? (Răspuns în ICD.)

7. La sursa de curent cu EDC2, condensatorul cu o capacitate de 1 μF este conectat. Ce căldură este evidențiată în circuit în procesul de încărcare a condensatorului? (Dați răspunsul la ICJ.) Efectele radiațiilor neglijate.

8. La sursa de curent perfect cu EDC3 în condensator cu o capacitate de 1 μf o dată printr-un rezistor Și a doua oară - prin rezistență De câte ori în cel de-al doilea caz, căldura eliberat pe rezistor, mai mult comparativ cu primul? Radiațiile neglijate.

9. La sursa curentă cu EDC 4 V și rezistența internă Rezistența la sarcină conectată. Ce ar trebui să fie egal cu eficiența sursei de 50%? (Răspuns în Omah.)

10. În circuitul electric, a căror diagramă este descrisă în figură, instrumentele de măsurare sunt perfecte, voltmetrul arată valoarea tensiunii de 8 V și ampermetrul este valoarea curentului 2 A. Ce cantitate de căldură este evidențiat în rezistență în 1 secundă? (Dați răspunsul în Joules.)

11. Camera este iluminată de patru becuri paralele. Consumul de energie electrică pe oră este egal Q.. Care ar trebui să fie numărul de becuri paralele, astfel încât consumul de energie electrică pe oră este egal cu 2 Q.?

12. Cazanul electric cu o putere de 2,2 kW este proiectat pentru a include într-o tensiune de rețea electrică 220 V. Determinați curentul în elementul de încălzire al fierului când funcționează într-o astfel de rețea. Răspundeți pentru a aduce amperi.

13. Pe locuințele electrician-lista există o inscripție: "220 V, 660 W". Găsiți rezistența consumată de rosther. (Răspunsul dați în amperi.)

14. Pe baza lămpii cu incandescență electrică, este scris: "220 V, 60 W". Două astfel de lămpi sunt conectate în paralel și se conectează la 127 V. Tensiune Ce putere va fi evidențiată în două lămpi cu o astfel de metodă de conectare? (Răspundeți pentru a da în wați, rotunjit la întregi.) Când rezolvați problema, considerați că rezistența lampa nu depinde de tensiunea aplicată acestuia.

15. În baza lămpii cu incandescență electrică, este scrisă: "220 V, 100 W." Trei astfel de lămpi sunt conectate în paralel și conectate la tensiune 127 V. Ce putere va fi evidențiată în trei lămpi cu o astfel de metodă de conectare? (Răspundeți pentru a da în wați, rotunjit la întregi.) Când rezolvați problema, considerați că rezistența lampa nu depinde de tensiunea aplicată acestuia.

16. În laboratorul școlii există doi dirijori de secțiune rotundă. Rezistența primului conductor este de 2 ori rezistența celui de-al doilea conductor. Lungimea primului conductor este de 2 ori mai mare decât lungimea celui de-al doilea. Când acești conductori sunt conectați la aceleași surse de tensiune constantă pentru aceleași intervale de timp în cel de-al doilea conductor, cantitatea de căldură este de 4 ori mai mare decât în \u200b\u200bprima. Care este raportul dintre raza celui de-al doilea conductor la raza primului dirijor?

17. În laboratorul școlii există doi dirijori de secțiune rotundă. Rezistența primului conductor este de 2 ori rezistența celui de-al doilea conductor. Lungimea primului conductor este de 2 ori mai mare decât lungimea celui de-al doilea. La conectarea acestor conductori la aceleași surse de tensiune constantă pentru aceleași intervale de timp din cel de-al doilea conductor, cantitatea de căldură este de 4 ori mai mică decât în \u200b\u200bprimul. Care este raportul dintre raza primului dirijor la raza celui de-al doilea conductor?

18. R. 1, inclus în circuitul electric, diagrama care este prezentată în figură? (Răspuns pentru a da în watts.) R. 1 \u003d 3 ohmi, R. 2 \u003d 2 ohmi, R.

19. Ce putere este evidențiată în rezistență R. 2, incluse în circuitul electric, a căror diagramă este descrisă în figură? (Răspuns pentru a da în watts.) R. 1 \u003d 3 ohmi, R. 2 \u003d 2 ohmi, R. 3 \u003d 1 Ohm, EMF al sursei de 5 V, rezistența internă a sursei este neglijabilă.

20. R. \u003d 16 ohmi și tensiunea între puncte A. și B.este secolul al VIII-lea? Răspuns pentru a aduce wați.

21. Ce putere este evidențiată în secțiunea lanț, a cărei diagramă este prezentată în figură, dacă R. \u003d 27 ohm și tensiune între puncte A. și B.este secolul al IX-lea? Răspuns pentru a aduce wați.

22. I. \u003d 6 A. Care este curentul curentului pe care îl arată ampermerul? (Dați răspunsul în amperi.) Rezistența la neglijare a amplimetrului.

23. Rezistența cu rezistență este conectată la sursa curentă cu EDC și rezistența internă dacă conectați acest rezistor la sursa curentă cu EDC și rezistența internă La ce timp puterea alocată în acest rezistor va crește?

24.

I. U. pe lampă. O astfel de lampă a fost conectată la o sursă de tensiune permanentă 2 W. Ce fel de muncă va avea curent electric în filamentul incluziunii lampi în 5 secunde? Răspuns Express în J.

25.

Graficul prezintă dependența experimentală obținută a curentului I.care curge prin lampa cu incandescență, de la tensiune U. pe lampă. O astfel de lampă a fost conectată la o sursă de tensiune constantă de 4 V. Ce fel de muncă va fi curentul electric în filamentul lămpii inclusiv în 10 secunde? Răspuns Express în J.

26. Prin secțiunea lanțului (vezi figura) există un curent permanent I. \u003d 4 A. Ce forță va arăta ampermerul perfect inclus în acest lanț, dacă rezistența fiecărui rezistor r. \u003d 1 ohmi? Răspuns Express în amperi.

27. O încărcare pozitivă a unei valori de 2 μCl este plasată între două plăci extinse, încărcate uniform cu o varietate de taxe. Modulul de rezistență a câmpului electric creat de o placă încărcată pozitiv este de 10 kV / m, iar câmpul creat de o placă încărcată negativ este de 2 ori mai mult. Determinați modulul de alimentare electrică care va acționa asupra încărcării punctului specificate.

28. Încărcarea pozitivă a valorii 2 μCL este plasată între două plăci extinse, încărcate uniform taxe pozitive. Modulul de tensiune al câmpului electric creat de o placă este de 10 kV / m, iar câmpul creat de a doua placă este de 2 ori mai mult. Determinați modulul de alimentare electrică care va acționa asupra încărcării punctului specificate. Răspunsul dă lui Newton.

29.

DIN, rezistență de rezistență R. și K. Condensator este încărcat la tensiune U. \u003d 20 V. Încărcarea plăcilor condensatoare este egală q. \u003d 10 -6 cl. Ce cantitate de căldură este evidențiată într-un rezistor după închiderea cheii? Răspuns Exprimați ICD.

30.

Figura prezintă circuitul de circuit constând din capacitatea de condensator DIN, rezistență de rezistență R. și K. Condensator de capacitate C. \u003d 1 μF și este încărcat la tensiune U. \u003d 10 V. Ce cantitate de căldură este evidențiată în rezistență după închiderea cheii? Răspuns Exprimați ICD.

31. Siguranța contorului de energie electrică în tensiunea rețelei de apartamente 220V este echipată cu o inscripție: "6 A". Care este puterea totală maximă a dispozitivelor electrice care pot fi incluse simultan în rețea, astfel încât siguranța să nu fie topită? (Răspuns în wați)

Numărul de lucru de laborator 3.7.

Cercetarea puterii și eficienței utile a surselor curente

Prenume I.O. _____________ Grupul ______ Data ______

Introducere

Scopul acestei lucrări este de a verifica experimental concluziile teoretice cu privire la dependența puterii utile și eficiența sursei curente din rezistența la sarcină.

Circuitul electric constă dintr-o sursă de curent, furnizând fire și încărcături sau consumatori de curent. Fiecare dintre aceste elemente ale lanțului are rezistență.

Rezistența firelor de alimentare este de obicei foarte mică, astfel încât acestea pot fi neglijate. În fiecare secțiune a lanțului, energia sursei de energie va fi consumată. O importanță practică foarte importantă este problema cheltuielilor extinse ale energiei electrice.

Puterea totală P, evidențiată în lanț, va fi realizată din capacitățile alocate în părțile exterioare și interioare ale lanțului: P \u003d i 2 · R + I2 · R \u003d I2 (R + R). La fel de I (r + r) \u003d εT. P \u003d i · ε,

unde R este rezistența externă; R - Rezistența internă; ε - sursa curentă EMF.

Astfel, puterea totală secretată în circuit este exprimată prin cursul curentului pentru elementul EMF. Această putere este alocată datorită oricăror surse terțe; Astfel de surse de energie pot fi, de exemplu, procesele chimice care apar în element.

Luați în considerare modul în care puterea alocată în circuit depinde de rezistența externă R la care elementul este închis. Să presupunem că elementul acestui EMF și această rezistență internă R închide rezistența externă R; Determinați dependența de Power Full P, este alocată în lanț, puterea lui P, izolată în partea exterioară a lanțului și eficiența.

Puterea actualei I în lanț este exprimată în conformitate cu legea OMA prin raport

Puterea completă secretată în lanț va fi egală cu

Cu o creștere a R, picăturile de putere, încercând asimptotic la zero cu o creștere nelimitată a lui R.

Puterea eliberată în partea exterioară a lanțului este egală cu

Se poate observa că puterea utilă a lui P A este zero în două cazuri - la r \u003d 0 și r \u003d ∞.

Explorarea funcției Р А \u003d f (r) la extremum, obținem că r A atinge un maxim la r \u003d r, atunci

Pentru a se asigura că puterea maximă a P A este obținută la r \u003d r, luați derivatul P A prin rezistență externă

Din

Prin starea maximă, egalitatea este necesară pentru a zero primul derivat

r2 \u003d R2

R \u003d R.

Puteți să vă asigurați că, în această condiție, vom primi un maxim și nu cel puțin pentru P A, definind semnul celui de-al doilea derivat.

Eficiența eficienței (eficienței) η a sursei EMF este valoarea raportului de putere PA, care este eliberată în lanțul exterior, la puterea totală a P, dezvoltată de sursa EMF .

În esență, eficiența sursei EMF indică ce proporție de lucrări terțe este transformată în energie electrică și este dată lanțului exterior.

Exprimarea puterii prin intermediul actualului I, diferența de potențiale în circuitul exterior U și magnitudinea forței electromotoare ε, obținem

Adică, eficiența sursei ECD este egală cu raportul lanțului extern la EMF. În condițiile aplicabilității legii OHM, puteți înlocui în continuare U \u003d ir; ε \u003d i (R + R), atunci

Prin urmare, în cazul în care toată energia este consumată pe căldura Lenz-Jowle, eficiența sursei ECD este egală cu raportul dintre rezistența externă la rezistența la lanț complet.

La r \u003d 0 avem η \u003d 0. Cu creșterea R, creșterea creșterii, tinde la valoarea η \u003d 1 cu o creștere nelimitată a R, cu toate acestea, puterea eliberată în lanțul exterior tinde la zero. Astfel, cerințele pentru prepararea simultană a puterii maxime utile la eficiența maximă sunt impracticabile.

Când r A ajunge la un maxim, atunci η \u003d 50%. Când eficiența η este aproape de una, puterea utilă este mică în comparație cu puterea maximă pe care o poate dezvolta această sursă. Prin urmare, pentru a crește eficiența, este necesar să se reducă rezistența internă a sursei EMF, de exemplu, o baterie sau o mașină dinamică.

În cazul R \u003d 0 (scurtcircuit) Ra \u003d 0 și toată puterea este evidențiată în cadrul sursei. Acest lucru poate duce la supraîncălzire a părților interioare ale sursei și de derivarea acestuia. Din acest motiv, nu sunt permise scurtcircuite de surse (mașini dinamice, baterii reîncărcabile)!

În fig. 1 curba 1 dă dependența puterii P A, izolată în lanțul exterior, de la rezistența părții exterioare a circuitului R; Curba 2 dă dependența de Power Full P; Curba 3 - cursul eficienței η de la aceeași rezistență externă.

Procedura de efectuare a muncii

1. Citiți schema de pe stand.

2. Montați rezistența R \u003d 100 ohm utilizând magazinul.

3. Închideți cheia K.

4. Măsurătorile actuale în lanț secvențial pentru diverse nouă rezistență la magazinul de rezistență, variind de la 100 ohmi și mai mare. Face în tabel rezultatele măsurătorilor forței actuale, exprimându-le în amperi.

5. Opriți cheia K.

6. Calculați pentru fiecare rezistență P, R A (în Watts) și η.

7. Construi grafice p, r a și η de la R.

Controlați întrebările

1. Ce se numește o eficiență a sursei EMF?

2. Îndepărtați formula de eficiență a sursei EDC.

3. Care este puterea utilă a sursei EMF?

4. Scoateți formula pentru puterea utilă a sursei EDC.

5. Care este puterea maximă alocată în lanțul extern (RA) max?

6. Cu ce \u200b\u200bvaloare r Full Power P eliberat în lanțul maximal?

7. Care este eficiența sursei EMF la (RA) max?

8. Funcția de cercetare (RA) \u003d f (r) pe extremum.