Štúdium plnej, užitočnej energie a efektívnosti aktuálneho zdroja. Vyšetrovanie závislosti sily a účinnosti súčasného zdroja z vonkajšieho zaťaženia, ktorá energia bude oddelená vo vonkajšej časti reťazca

OHMA Právo pre plnú reťaz:

I- Sila prúdu v reťazci; Elektromotorická pevnosť prúdu súčasného zdroja obsiahnutú v reťazci; R Odolnosť voči vonkajšiemu reťazcu; R-vnútorný prúdový odpor.

Power pridelený vo vonkajšom reťazci

. (2)

Od vzorec (2) je možné vidieť, že s krátkym okruhom reťazca ( R.®0) as R.® Táto sila je nula. So všetkými ostatnými konečnými hodnotami R. moc Ročník 1\u003e 0. V dôsledku toho funkcia Ročník 1 má maximum. Hodnota R. 0, zodpovedajúce maximálnemu výkonu, môže byť získaný, rozlišovať P1 pozdĺž R a vyrovnaním prvého derivátu na nulu:

. (3)

Z formulára (3), berúc do úvahy skutočnosť, že R a R sú vždy pozitívne a e? 0, Po jednoduchých algebraických transformáciách dostaneme:

Teda, sila vylučovaná vo vonkajšom reťazci dosahuje najväčšiu hodnotu s odolnosťou vonkajšieho reťazca rovného vnútornému odolnosti súčasného zdroja.

V tomto prípade prúd v reťazci (5)

rovná polovici skratového prúdu. V tomto prípade sa sila vylučovaná vo vonkajšom reťazci dosiahne maximálna hodnotarovný

Keď je zdroj zatvorený pre vonkajšiu odolnosť, prúdové toky a v rámci zdroja a zároveň na vnútornom odolnom odolnosti zdroja existuje určité množstvo tepla. Sila strávená na výber tohto tepla je rovná

V dôsledku toho je celkový výkon pridelený v celom reťazci určený vzorcom

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

Účinnosť

Účinnosť Súčasný zdroj je rovnaký . (9)

Z formulára (8) to vyplýva

tí. Ročník 1 zmeny so zmenou prúdu v reťazci pozdĺž parabolického zákona a berie nulové hodnoty na i \u003d 0 a na. Prvá hodnota zodpovedá otvorenému okruhu (R \u003e\u003e R), druhý skrat (R<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

KPD. Dosiahne najvyššiu hodnotu H \u003d 1 v prípade otvoreného okruhu (I \u003d 0) a potom sa znižuje podľa lineárneho zákona, otáčaním na nulu s skratom.

Elektrická závislosť P 1, P Full \u003d EI a KP. Súčasný zdroj z prúdu v okruhu je znázornený na obr.

Obr. I. 0 E / R.

Z grafov je možné vidieť, že získanie zároveň užitočným výkonom a kp. Je to nemožné. Keď sa napájanie pridelené na vonkajšej časti reťazca P 1 dosiahne najväčšiu hodnotu, KP. V tomto bode je 50%.

Postup spôsobu a merania

Zozbierajte reťaz zobrazenú na obr. 2. Ak to chcete urobiť, najprv kliknite na ľavé tlačidlo myši cez tlačidlo ED. V spodnej časti obrazovky. Presuňte myši myši na pracovnú časť obrazovky, kde sa nachádzajú body. Kliknite ľavým tlačidlom do prevádzkovej časti obrazovky, kde bude umiestnený zdroj ED.

Ďalej postupne s zdrojom odporov, znázorňujúce jeho vnútorný odpor (stlačením tlačidla predpätie v spodnej časti obrazovky) a ammeter (tlačidlo). Potom umiestnite podobné nosné odpory a voltmeter, meracie napätie na zaťažení.

Pripojte spojovacie vodiče. Ak to chcete urobiť, stlačte tlačidlo drôtu v dolnej časti obrazovky a potom presuňte myši myši na pracovnú plochu schémy. Kliknite na ľavé tlačidlo myši na miestach obrazovky, kde musia byť spojovacie vodiče.

4. Nastavte hodnoty parametrov pre každú položku. Ak to chcete urobiť, kliknite na ľavé tlačidlo myši na tlačidlo so šípkou. Potom kliknite na túto položku. Presunúť myšací znak na motor, ktorý sa zobrazí, stlačte ľavé tlačidlo myši a držte ho dole, zmeňte hodnotu parametra a nastavte numerickú hodnotu uvedenú v tabuľke 1 pre vašu možnosť.

Tabuľka 1. Zdrojové parametre elektrický reťazec

možnosť

5. Nainštalujte odpor externého obvodu 2 ohm, stlačte tlačidlo "Účet" a zapíšte si odčítanie elektrických prístrojov do príslušných línií tabuľky 2.

6. Dôsledne zvýši odolnosť externého reťazca o 0,5 ohm od 2 OHM do 20 ohmov pomocou regulačného motora a stlačením tlačidla "Účet", napíšte čítanie elektrických prístrojov v tabuľke 2.

7. vypočítať podľa vzorcov (2), (7), (8), (9) p1, p 2, p plnej a h. Pre každý pár voltmeter a ammeterových hodnôt a napíšte vypočítané hodnoty v tabuľke 2.

8. Zostavte grafiku p1 \u003d f (R), p2 \u003d f (R), p 2 \u003d f (R), p je plná \u003d f (r), h \u003d f (R) a u \u003d f (R) na jeden list milimetrového papiera.

9. Vypočítajte chyby merania a vytiahnite výsledky experimentov.

Tabuľka 2. Výsledky merania a výpočtu






P plné, w

Otázky a úlohy pre sebakontrolu

Zaznamenajte zákon Joule-Lenza v neoddeliteľných a diferenciálnych formách.
Čo je to skratový prúd?
Aký je kompletný výkon?
Vypočítané K.P.D. Zdrojový prúd?
Dokážte, že najväčšia užitočná sila je pridelená v rovnosti externého a vnútorného reťazca.
Je vyhlásenie, že sila vylučovaná vo vnútornej časti reťazca je konštantná pre tento zdroj?
Voltmeter pripojený k klipom akumulátora panelu vrecko, ktorý ukázal 3,5 V.
Potom bol voltmeter odpojený a lampa bola pripojená k svojmu miestu, na základe ktorej bola napísaná: p \u003d 30 W, u \u003d 3,5 V. lampa nepatrila.
Vysvetliť fenomén.
S alternatívnym uzavretím batérie na rezistencii R1 a R2 v nich v rovnakom čase sa oddelí rovnaké množstvo tepla. Určiť vnútorný odpor batérie.

Závislosť sily a efektívnosti aktuálneho zdroja z zaťaženia

Nástroje a príslušenstvo:laboratórny panel, dve batérie, Milliammeter, voltmeter, variabilné odpory.

Úvod Najrozšírenejšie zdroje DC sú galvanické prvky, batérie, usmerňovače. Pripojujeme k aktuálnemu zdroju, ktorý potrebuje jeho elektrickú energiu (žiarovka, rádiový príjem, mikrokalkulátor atď.). Táto časť elektrického obvodu sa nazýva spoločné slovo - zaťaženie. Zaťaženie má nejaký elektrický odpor R. a spotrebuje zo zdroja súčasnej sily I. (Obr. 1).

Zaťaženie tvorí vonkajšiu časť elektrického obvodu. Ale je tu vnútorná časť reťazca - je to vlastne samotný prúd, má elektrický odpor r., Tokuje rovnaký prúd I.. Hranica medzi vnútornými a vonkajšími úsekami reťazca sú terminály "+" a "-" prúd prúdu, ku ktorému sa spotrebiteľ pripojí

Na obrázku 1 je prúd prúdu pokrytý zdvihom.

Aktuálny zdroj s elektromotorickou silou E. Vytvára v uzavretom prúde, ktorých pevnosť je určená zákon o Ohm:

Ak sú aktuálne úniky R. a r. Prideľujú tepelnú energiu, určené právo JoJLE Lenza.Výkon vo vonkajšej časti reťazca Ročník e. - Externý výkon

Táto sila je užitočný.

Moc vo vnútri Ročník i. - vnútorný výkon. Nie je k dispozícii na použitie, a preto je stratyzdroj

Plný Zdrojový prúd Ročník existuje súčet týchto dvoch podmienok,

Ako je možné vidieť z definícií (2,3,4), každá z kapacít závisí od tečúcu prúd a od odporu zodpovedajúcej časti reťazca. Túto závislosť zvážte samostatne.

ZávislosťP. \\ t e. , P. \\ t i. , P. \\ t z aktuálneho zaťaženia.

Berúc do úvahy zákon OHM (1), kompletný výkon môže byť napísaný takto: \\ t

Touto cestou, plná zdrojová energia je priamo proporcionálna aktuálny prúd.

Napájanie uvoľnené na zaťažení ( externé) existuje

Je nula v dvoch prípadoch:

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

Prvý stav je spravodlivý pre otvorený obvod, keď R. , druhá zodpovedá tzv. uzáver zdroj, keď odpor externého reťazca R. = 0 . Súčasne, prúd v reťazci (pozri vzorca (1)) dosiahne najväčšiu hodnotu - krátky prúd.

Zároveň plný Power sa stáva najvyšším

Ročník nb = Ei kZ. \u003d E. 2 / r.. (9)

Všetko však vyniká vnútri zdroja.

Zistite, za akých podmienok sa externá sila stane maxi Mal.. Závislosť P. \\ t e. Z prúdu je (pozri vzorca (6)) parabolický:

Poloha maximálnej funkcie definuje od stavu:

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

Užitočná energia dosiahne maximálnu hodnotu na aktuálnom

Čo je polovica skratového prúdu (8), (pozri obr. 2):

Externý výkon s týmto prúdom je

(12)

tí. Maximálny externý výkon je štvrtá časť najvyššej celkovej zdrojovej energie.

Napájanie uvoľnené na vnútornom odolnom odporu I. Max je definovaný takto:

, (13)

tí. Je to tiež jedna štvrtina najväčšieho celkového zdroja napájania. Všimnite si, že keď je aktuálny I. Max

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

Keď je prúd v reťazci hľadá najväčšiu hodnotu I. kZ. , Vnútorný výkon

tí. rovná najvyššej zdrojovej energii (9). To znamená, že na ňom vyniká všetka sila zdroja vnútorný Odolnosť, ktorá, samozrejme, je škodlivá z hľadiska bezpečnosti aktuálneho zdroja.

Charakteristickým bodom grafiky znakov P. \\ t e. = P. \\ t e. (I.) na obr. 2.

Účinnosť Odhaduje sa, že prevádzka aktuálneho zdroja efektívna účinnosť. Účinnosť je pomer užitočnej energie na celkovú zdrojovú energiu:

 = P. \\ t e. / P. \\ t.

Použitie vzorca (6), expresia pre účinnosť môže byť napísaná takto: \\ t

. (15)

Od vzorec (1) to môže byť videné E. – Ir = Ir existuje napätie U. o vonkajšom odolnosti. Následne účinnosť

 = U./ E. . (16)

Z výrazu (15) to tiež vyplýva

 = (17)

tí. Zdrojová účinnosť závisí od prúdu v reťazci a má tendenciu s najväčšou hodnotou rovnou jednému I.  0 (Obr. 3) . S zvýšením prúdu, účinnosť účinnosti sa zníži podľa lineárneho zákona a otočí sa na nulu s skratom, keď sa prúd v reťazci stáva najväčším I. kZ. = E./ r. .

Z parabolickej povahy závislosti externého výkonu z prúdu (6) vyplýva, že jeden a ten istý výkon na zaťažení P. \\ t e. Môže sa získať pri dvoch rôznych prúdových hodnotách v reťazci. Zo vzorca (17) az harmonogramu (obr. 3) je možné vidieť, že na získanie zo zdroja vyššej účinnosti je práca výhodná pri nižších prúdoch, tento koeficient je tam vyšší.

2. Závislosť energieP. \\ t e. , P. \\ t i. , P. \\ t od odporu zaťaženia.

Zvážiť závislosť Plné, užitočné a interné výkon z externého odolnosťR. V reťazci zdroja s EMF E. a vnútorný odpor r..

Plný Výkon vyvinutý zdrojom môže byť napísaný takto, ak vo vzorci (5) nahradí výraz pre prúd (1):

Takže kompletný výkon závisí od odporu zaťaženia R.. Je to najvyšší reťazec s krátkym okruhom, keď odolnosť proti zaťaženiu oslovuje nulu (9). S rastúcou rezistenciou na zaťaženie R. Úplná energia sa znižuje, usiluje sa o nulu R.   .

Na vonkajšom odporcov vyniká

(19)

Exteriérový moc Ročník e. Je súčasťou plnej moci Ročník a jeho hodnota závisí od pomeru odporu R./(R.+ r.) . S krátkou uzáverom je externý výkon nulový. S rastúcou odolnosťou R. Najprv sa zvyšuje. Pre R.  r. Externý výkon je zaviazaný dokončiť. Ale samotná prospešná sila sa stane malými, pretože celkový výkon sa znižuje (pozri vzorca 18). Pre R.  Externý výkon má tendenciu nula.

Čo by malo byť odolnosť voči zaťaženiu, aby ste sa dostali z tohto zdroja maximálny Externý (užitočný) výkon (19)?

Nájdite maximum tejto funkcie od stavu:

Rozhodovanie tejto rovnice dostaneme R. Max \u003d. r..

Touto cestou, vo vonkajšom reťazci sa maximálny výkon rozlišuje, ak je jeho odolnosť rovná vnútornému odolnosti súčasného zdroja. Zároveň je stav prúdu v reťazci rovný E./2 r., tí. Polovica prúdu skrat (8). Maximálna užitočná sila s takýmto odporom

(21)

ktoré sa zhodujú s tým, čo bolo získané vyššie (12).

Napájanie vydané na vnútornom odolnosti zdroja

(22)

Pre R. P. \\ t i.  P. \\ t, a kedy R.=0 dosiahne najväčšiu hodnotu P. \\ t i. Nb = P. \\ t nb = E. 2 / r.. Pre R.= r. Vnútorný výkon je napoly plný, P. \\ t i. = P. \\ t/2 . Pre R. r. Znižuje takmer rovnaký ako úplný (18).

Závislosť účinnosti na odolnosť vonkajšej časti reťazca je vyjadrená takto:

 = (23)

Výsledný vzorec znamená, že účinnosť má tendenciu, keď sa blíži odolnosť voči zaťaženiu nulová, a účinnosť má tendenciu s najväčšou hodnotou rovnou jednému, pričom zvýšenie odolnosti voči zaťaženiu R. r. . Ale užitočná sila v rovnakom čase klesá skoro ako 1/ R. (pozri vzorca 19).

Moc Ročník e. dosiahne maximálnu hodnotu, keď R. max = r., Účinnosť sa rovná vzorcu (23), \\ t  = r./(r.+ r.) = 1/2. Touto cestou, podmienka na získanie maximálnej užitočnej sily sa nezhoduje s podmienkou na získanie najväčšej účinnosti.

Najdôležitejším výsledkom úvahy je optimálna koordinácia zdrojových parametrov s povahou zaťaženia. Tu môžete priradiť tri oblasti: 1) R. r., 2)R. r., 3) R. r.. najprv Prípad sa koná, kde sa vyžaduje nízky výkon zo zdroja po dlhú dobu, napríklad v elektronických hodinách, mikrokalkulátoroch. Rozmery takýchto zdrojov sú malé, dodávka elektrickej energie v nich je malá, musí sa vynaložiť ekonomicky, takže by mali pracovať s vysokou účinnosťou.

Druhý Prípad je skratom v zaťažení, pri ktorom je v ňom zvýraznený všetok výkon zdroja a drôty spájajúce zdroj s zaťažením. To vedie k ich nadmernému vykurovaniu a je pomerne bežnou príčinou požiarov a požiarov. Preto je skratom vysokých zdrojov energie (dynamo stroje, batérie, usmerňovače) sú veľmi nebezpečné.

V tretí Prípad zo zdroja chcete získať aspoň maximálny výkon krátky Čas, napríklad pri spustení motora vozidla pomocou elektrického štartéra, hodnota účinnosti nie je taká dôležitá. Štartér je zapnutý na krátky čas. Dlhodobá prevádzka zdroja v tomto režime je takmer neprijateľná, pretože vedie k rýchlemu vypúšťaniu autobupanej batérie, jeho prehriatia a iných ťažkostí.

Aby ste zabezpečili prácu chemických zdrojov prúdu v požadovanom režime, sú spojené s určitým spôsobom v tzv. Batérie. Prvky v batérii môžu byť postupne pripojené, rovnobežne so zmiešaným okruhom. Toto alebo že zložená schéma je určená odolnosťou voči zaťaženiu a spotreba prúdu.

Najdôležitejšou prevádzkovou požiadavkou pre energetické zariadenia je vysoká účinnosť ich práce. Zo vzorca (23) môže byť zrejmé, že účinnosť má tendenciu jednotu, ak vnútorný odpor súčasného zdroja nestačí v porovnaní s odporom zaťaženia

Paralelne môžete pripojiť prvky, ktoré majú rovnaký EMF. Zjednotený n. identické prvky, potom z takejto batérie môžete získať prúd

Tu r. 1 - Odolnosť jedného prvku, \\ t E. 1 - EDC jedného prvku.

Takéto spojenie je prospešné použiť pri nízkom dobrovoľnom zaťažení, t.j. pre R. r.. Pretože celkový vnútorný odpor batérie pri paralelnom spojení klesá n. raz v porovnaní s odporom jedného prvku, môže byť vyrobený v blízkosti odporu zaťaženia. Vzhľadom na to sa zvýši účinnosť zdroja. Zvyšuje B. n. raz a energetickú kapacitu batérie prvkov.

 r., je výhodnejšie pripojiť prvky v oblasti batérie postupne. Zároveň bude EDC batéria n. ešte raz EDC jedného prvku a zo zdroja môžete získať požadovaný prúd

Účeltoto laboratórne práce je experimentálna kontrola Teoretické výsledky získané nad závislosťou celkovej, vnútornej a vonkajšej (užitočnej) výkonu a účinnosti zdroja z pevnosti prúdu spotrebovanej, ako aj na odolnosť voči zaťaženiu.

Popis inštalácie. Ak chcete študovať prevádzkové charakteristiky aktuálneho zdroja, použije sa elektrický obvod, ktorých sa schéma zobrazuje na obr. 4. Dve alkalické batérie NKN-45 sa používajú ako prúdový zdroj, ktorý je pripojený. nasledovník - nie v jednej batérii Rezistorom r. ktorý simuluje vnútorný kontakt zdroja.

Jeho zaradenie umelo Zvyšuje vnútorný odpor batérie - väčší, že 1) chráni ich pred preťažením pri prechode na režim skratu a 2) umožňuje zmeniť vnútorný odpor zdroja na žiadosť experimentátora. Ako zaťaženie (odpor externého reťazca)
dva variabilné odpory sú Rime R. 1 a R. 2 . (Jedna hrubá úprava, druhá - tenká), ktorá poskytuje hladkú reguláciu prúdu v širokom rozsahu.

Všetky zariadenia sú namontované na laboratórnom paneli. Rezistory sú upevnené pod panelom, ich riadiace gombíky a svorky sa zobrazujú smerom nahor, o ktorých existujú vhodné nápisy.

Merania. 1. Nainštalujte prepínač Strhnúťv neutrálnej polohe, prepínač Vcodpojiť. Pens odpory sa otáčajú proti smeru hodinových ručičiek, až kým sa nezastaví (zodpovedá najväčšiemu odporu zaťaženia).

Zozbierajte elektrický obvod podľa schémy (obr. 4), nie pripojenie Súčasných zdrojov.

Po skontrolovaní zozbieraného reťazca učiteľa alebo laboratórneho asistenta pripojte batérie E. 1 a E. 2 Pozorovaním polarity.

Nastavte skratový prúd. Uložte ho Strhnúť Do polohy 2 (vonkajšia odolnosť je nulová) a použitím odporov r. Nastavte šípku Milliammeter na limit (vpravo) rozdelenie prístrojovej stupnice - 75 alebo 150 mA. Vďaka odporom r. V laboratórnej inštalácii schopnosť regulovať Vnútorný odpor súčasného zdroja. Vnútorná odolnosť je v skutočnosti trvalá hodnota pre tento typ zdrojov a nemožno ich zmeniť.

Prepnúť Strhnúť V nariadení 1 , čím sa zapnete vonkajší odpor (zaťaženie) R.= R. 1 + R. 2 v zdrojovom reťazci.

Zmena prúdu v reťazci po 5 ... 10 ma z najväčšej k najmenšej hodnote pomocou odporov R. 1 a R. 2 , Zapíšte si odčítanie Milliammetra a voltmetra (napätie na zaťažení U.) v tabulke.

Prepnúť Strhnúť v neutrálnej polohe. V tomto prípade je k súčasnému zdroju pripojený len voltmeter, ktorý má pomerne veľký odpor v porovnaní s vnútornou odolnosťou zdroja, takže čítanie voltmeter bude o niečo menší ako zdroj EDC. Keďže nemáte ďalšiu príležitosť na určenie jeho presnej hodnoty, zostáva mať svedčenie voltmetra E.. (Viac informácií o tom pozri laboratórne dielo č. 311).

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

Výsledky spracovania. 1. Pre každú aktuálnu hodnotu vypočítajte:

plný výkon podľa vzorca (5),

externý (užitočný) výkon podľa vzorca

vnútorný výkon z pomeru

odolnosť voči vonkajšej časti reťazca z OHM R.= U./ I.,

CPD aktuálneho zdroja podľa vzorca (16).

Zostavte Grafiku závislosti:

Úplná, užitočná a vnútorná sila z prúdu I. (na jednej tablete), \\ t

Úplná, užitočná a vnútorná sila z odolnosti R. (aj na jednej tablete); Je rozumné vybudovať iba časť grafu zodpovedajúcej jeho nízkoobjemovej časti a pokles 4-5 experimentálnych bodov z 15 vo vysoko zmenenej oblasti,

Účinnosť zdroja z hodnoty spotrebovaného prúdu I.,

Účinnosť od odporu zaťaženia R..

Z grafov P. \\ t e. z I. a P. \\ t e. z R. určite maximálnu užitočnú energiu vo vonkajšom reťazci P. \\ t e. Max.

Od harmonogramu P. \\ t e. z R. Určiť vnútorný odpor súčasného zdroja r..

Z grafov P. \\ t e. z I. a P. \\ t e. z R. Nájdite CPD aktuálneho zdroja, keď I. max a pre R. max .

Kontrolné otázky

1. Nakreslite okruh elektrického obvodu používaného v prevádzke.

2. Aký je aktuálny zdroj? Čo je to zaťaženie? Aký je vnútorný pozemok reťazí? Kde začína externá časť reťazec a kde končí vonkajšia časť reťazca? Aký je variabilný odpor r. ?

3. Čo sa nazýva externá, užitočná, interná, plná kapacita? Aká sila je straty?

4. Keď sa užitočná energia v tejto práci ponúkne, že sa počíta na vzorec P. \\ t e. = IU., nie vzorca (2)? Odôvodniť tieto odporúčania.

5. Vytvorte experimentálne výsledky získané s vypočítaným zobrazeným v metodickej príručke, a to ako v štúdii závislosti sily prúdu a odporu zaťaženia.

Zdroje tokAbstrakt \u003e\u003e Fyzika

Pokračuje z 3 až 30 min závislosti z Teplota ... moc (až 1,2 kW / kg). Čas vypúšťania nepresahuje 15 minút. 2.2. Ampulov zdroje tok ... na vyhladenie oscilácie naložiť V elektrických systémoch v ... by mali byť relatívne nízke Kpd. (40-45%) a ...

Moc Harmonické výkyvy v elektrických obvodoch

Prednáška \u003e\u003e Fyzika

... z zdroj v naložiť Prichádza potrebný priemer moc. Od zložitého stresu a toki. ... naložiť a vyvinutý generátor mocsa rovná  \u003d 0,5. S rastúcou RH - priemerom moc znižuje, ale rastie Kpd.. Rozvrh závislosti Kpd. ...

Abstrakt \u003e\u003e Komunikácia a komunikácia

... moc Zariadenia - spotrebované moc Zariadenia - výstup moc Zariadenia - Kpd. Zariadenia prijímajú Kpd. ... čo je B. závislosti z Nariadenie Hĺbka ... Trvalé nezávislé z Zmena tok naložiť. W. zdroje Potraviny s ...

Kurz \u003e\u003e Fyzika

... moc UPS rozdelené Zdroje neprerušovaný výkon Malaya moc (s plným moc ... z batérie, mínus - pokles Kpd. ... tok. v porovnaní s menovitou hodnotou tok naložiť. ... 115 V závislosti z naložiť; \\ T Atraktívny vzhľad ...

možnosť 1
V elektrickom obvode sa schéma, ktorá je znázornená na obrázku, meracie prístroje sú perfektné, voltmeter ukazuje hodnotu napätia 8 V a ammeter je hodnota prúdu 2 A. Aké množstvo tepla je Zvýraznený v rezistore za 1 sekundu?
Obrázok ukazuje obvod elektrického obvodu, vrátane zdroja DC, dokonalého voltmetra, kľúča a rezistora. Svedectvo voltmetra s uzavretým kľúčom je 3-krát menej ako čítanie voltmetra, keď je kľúč otvorený.
Je možné argumentovať, že vnútorný odpor súčasného zdroja
Obrázok zobrazuje elektrický obvod. Voltmeter ukazuje napätie 2 V. Vzhľadom na ideál o ammetri a voltmeter, určiť čítanie ammetra.

Obrázok zobrazuje elektrický reťazec. Ampérmeter a voltmeter zvážiť ideál. Voltmeter ukazuje napätie 12 V. Ampmeret zobrazuje prúdovú silu

Obrázok zobrazuje obvod elektrického obvodu. Prostredníctvom toho, čo odpor prúdi najväčší prúd?
Obrázok zobrazuje obvod elektrického obvodu. Oddiel AV toky trvalý prúd 4 A. Aké napätie zobrazuje dokonalý voltmeter, ak je odpor 1 ohmov?
Obrázok ukazuje schému časti elektrického obvodu pozostávajúceho z troch rezistorov R1, R2, R3. Ktorý z nasledujúcich výkresov elektrický obvod Je tento graf reťazca ekvivalentu špecifikovaným?

8. Na súčasný zdroj s EDC 9 a vnútorným odporom 1 OHM bol pripojený rezistor s 8 OHM rezistencia rezistencia bola pripojená; plochý kondenzátor. V nainštalovanom režime, sily elektrického poľa medzi doskami kondenzátora 4. Určite vzdialenosť medzi jej doskami.

Možnosť 2.
1. Študent zmontoval elektrický obvod zobrazený na obrázku. Akú energiu je k dispozícii vo vonkajšej časti okruhu, keď prúd prúdi 10 minút? Požadované údaje sú uvedené v schéme. Ammeter sa považuje za ideál.
2. Súčasný zdroj má EMF 6 V, vnútorný odpor 1 ohmov, R1 \u003d 1 OHM R2 \u003d R3 \u003d 2 OHMS. Aká pevnosť prúdi prostredníctvom zdroja?

3. Obrázok zobrazuje elektrický obvod. Ampérmeter a voltmeter zvážiť ideál. Voltmeter ukazuje napätie 12 V. Ampmeret zobrazuje prúdovú silu

4. Obrázok zobrazuje elektrický obvod. Ampérmeter a voltmeter zvážiť ideál. Voltmeter ukazuje napätie 2 V. Ampmeret zobrazuje prúdovú silu

5. Obrázok zobrazuje obvod elektrického obvodu. Prostredníctvom toho, čo odporuje ten najmenší prúd?
6 ha Obrázok zobrazuje obvod elektrického obvodu. Oddiel AV toky trvalý prúd 6 A. Aké napätie zobrazuje dokonalý voltmeter, ak je odpor 1 ohmov?
7.
Obrázok ukazuje schému časti elektrického obvodu pozostávajúceho z troch rezistorov R1, R2, R3. Ktorý z nasledujúcich výkresov ukazuje elektrický diagram tejto časti reťazca ekvivalentu na určenú?

8. Na súčasný zdroj s EDC 10 a vnútorným odporom 1 Ω bol pripojený paralelný spojený odpor s 8. odolnosťou a plochým kondenzátorom, vzdialenosť medzi doskami, ktorej je 4 cm. Aká je sila elektrickej poľa dosky kondenzátora?

Aplikované súbory

1. Aký je čas prechodu prúdu silou 5 A podľa vodiča, ak pri napätí na jeho koncoch 120V v vodiči množstvo tepla rovné 540 kJ? (Dajte odpoveď v sekundách.)

2. V elektrickom ohrievači s nezmenenou odolnosťou špirály, cez ktorý konštantný prúd prúdi, počas času t. Rozlišuje sa množstvo tepla Q.. Ak je aktuálny a čas t. Zväčšiť dvakrát, koľkokrát sa množstvo tepla uvoľneného v ohrievači zvýši?

3. Rezistor 1 s elektrickým odporom 3 ohmov a rezistora 2 s elektrickým odporom 6 ohmov je zahrnutý do DC obvodu. Čo sa rovná pomeru množstva tepla uvoľneného na rezistore 1, na množstvo tepla uvoľneného na rezistore 2 v rovnakom čase?

4. Obrázok zobrazuje časovú osi súčasnej sily v žiarovke z napätia na jeho svorkách. Aký je výkon prúdu v lampách pri napätí 30 V? (Dajte odpoveď vo wattoch.)

Študent zostavil elektrický reťazec zobrazený na obrázku. Akú energiu je k dispozícii vo vonkajšej časti okruhu, keď prúd prúdi 10 minút? (Odpoveď Express do CJ. Požadované údaje sú uvedené v schéme. AmpMmet sa považuje za ideál.)

6. K aktuálnu zdroju s EDC 2 je pripojený kondenzátor s kapacitou 1 μF. Akú prácu urobil zdroj pri nabíjaní kondenzátora? (Odpoveď v ICD.)

7. K aktuálnu zdroju s EDC 2 je pripojený kondenzátor s kapacitou 1 μF. Aké teplo je zvýraznené v okruhu v procese nabíjania kondenzátora? (Dajte odpoveď na ICJ.) Účinky žiarenia zanedbané.

8. Na dokonalý prúd prúdu s EDC 3 v kondenzátore s kapacitou 1 μf raz cez odpor A druhýkrát - cez odpor Koľkokrát v druhom prípade sa teplo uvoľňuje na odpor, viac v porovnaní s prvým? Žiarenie zanedbané.

9. K aktuálnemu zdroju s EDC 4 V a vnútorným odporom Pripojený odpor zaťaženia. Čo by malo byť rovné efektivite zdrojov na 50%? (Odpoveď v Omah.)

10. V elektrickom obvode sa schéma, ktorá je znázornená na obrázku, meracie prístroje sú perfektné, voltmeter ukazuje hodnotu napätia 8 V a ammeter je hodnota prúdu 2 A. Aké množstvo tepla je Zvýraznený v rezistore za 1 sekundu? (Dajte odpoveď v Joules.)

11. Izba je osvetlená štyrmi rovnakými rovnobežnými žiarovkami. Spotreba elektrickej energie za hodinu je rovnaká Q.. Aký by mal byť počet rovnobežných žiaroviek, takže spotreba elektriny za hodinu sa rovná 2 Q.?

12. Elektrická kanvica s výkonom 2,2 kW je navrhnutá tak, aby zahŕňala v elektrickej sieti napätie 220 V. Určite prúd vo vykurovacom telese kanvice, keď funguje v takejto sieti. Odpovedať, aby priniesol do ampérov.

13. Na bývanie elektrikárskeho zoznamu je nápis: "220 V, 660 W". Zistite si silu spotrebovanú ROZHERSKOU. (Odpoveď dávajte v ampéroch.)

14. Na základni elektrickej žiarovky je napísané: "220 V, 60 W". Dve tieto lampy sú pripojené paralelne a pripojte sa k 127 V. Napätie, akú energiu bude zvýraznená v dvoch lampach s takýmto spôsobom pripojenia? (Odpoveď na uloženie vo wattoch, zaokrúhlené na celé číslo.) Pri riešení problému sa uvažovať o tom, že odpojenie lampy nezávisí od napätia aplikovaného na ňu.

15. V základni elektrickej žiarovky je napísané: "220 V, 100 W. Tri takéto lampy sú pripojené paralelne a pripojené k napätiu 127 V. Aká sila bude zvýraznená v troch týchto lampach s takýmto spôsobom pripojenia? (Odpoveď na uloženie vo wattoch, zaokrúhlené na celé číslo.) Pri riešení problému sa uvažovať o tom, že odpojenie lampy nezávisí od napätia aplikovaného na ňu.

16. V školskom laboratóriu existuje dva vodiče okrúhleho úseku. Odolnosť prvého vodiča je 2-násobok odporu druhého vodiča. Dĺžka prvého vodiča je 2-krát dlhšia ako dĺžka druhá. Keď sú tieto vodiče pripojené k rovnakým zdrojom konštantného napätia pre rovnaké časové intervaly v druhom vodiči, množstvo tepla je 4-krát väčšie ako v prvom. Aký je pomer polomeru druhého vodiča k polomeru prvého vodiča?

17. V školskom laboratóriu existuje dva vodiče okrúhleho úseku. Odolnosť prvého vodiča je 2-násobok odporu druhého vodiča. Dĺžka prvého vodiča je 2-krát dlhšia ako dĺžka druhá. Pri pripájaní týchto vodičov na rovnaké zdroje konštantného napätia pre rovnaké časové intervaly v druhom vodiči je množstvo tepla 4-krát menšie ako v prvom. Aký je pomer polomeru prvého vodiča k polomeru druhého vodiča?

18. R. 1, ktorý je súčasťou elektrického obvodu, ktorej sa schéma zobrazuje na obrázku? (Odpoveď na uvedenie do wattov.) R. 1 \u003d 3 ohmy, R. 2 \u003d 2 ohmy, R.

19. Aká sila je zvýraznená v odporovom R. 2, ktorý je súčasťou elektrického obvodu, ktorej diagram je znázornený na obrázku? (Odpoveď na uvedenie do wattov.) R. 1 \u003d 3 ohmy, R. 2 \u003d 2 ohmy, R. 3 \u003d 1 ohm, EMF 5 V zdroju, vnútorný odpor zdroja je zanedbateľný.

20. R. \u003d 16 ohmov a napätie medzi bodmi A. a B.je 8. storočie? Odpoveď na privedenie wattov.

21. Akú výkon je zvýraznený v reťazci, ktorých schéma je znázornený na obrázku, ak R. \u003d 27 Ohm, a napätie medzi bodmi A. a B.je 9. storočie? Odpoveď na privedenie wattov.

22. I. \u003d 6 A. Aký je prúd prúdu, že ammeter ukazuje? (Dajte odpoveď v ampéroch.) Amplimetrová odolnosť voči zanedbávaniu.

23. Rezistor s odporom je pripojený k aktuálnemu zdroju s EDC a vnútorným odporom, ak pripojíte tento odpor na aktuálny zdroj s EDC a vnútorný odpor Ktorý čas sa zvýši výkon pridelený v tomto odporovom?

24.

I. U. na lampách. Takéto svietidlo bolo pripojené k zdroju trvalé napätie 2 W. Aký druh práce bude elektrický prúd v vlákno inklúzie lampy do 5 sekúnd? Odpoveď Express v J.

25.

Graf ukazuje experimentálne získanú závislosť prúdu I.tečie cez žiarovku, od napätia U. na lampách. Takéto svietidlo bolo pripojené k zdroju konštantného napätia 4 V. Aký druh práce bude elektrický prúd v vlákne lampy inclouding do 10 sekúnd? Odpoveď Express v J.

26. Prostredníctvom reťazového úseku (pozri obrázok) je tu trvalý prúd I. \u003d 4 A. Aká sila zobrazí dokonalý ammeter zahrnutý v tomto reťazci, ak je odpor každého odporu r. \u003d 1 ohms? Odpoveď Express v ampériách.

27. Bodový pozitívny náboj hodnoty 2 μCL je umiestnený medzi dvoma predĺženými platne, rovnomerne nabitý rôznymi nábojmi. Modul pevnosti elektrického poľa vytvorený pozitívnou nabitou doskou je 10 3 kV / m, a pole vytvorené negatívne nabitou doskou je 2-krát viac. Určite elektrický napájací modul, ktorý bude pôsobiť na zadaný bodový poplatok.

28. Bod Pozitívny náboj hodnoty 2 μCL je umiestnený medzi dvoma predĺženými doskami, rovnomerne nabitý pozitívne poplatky. Modul napätia elektrického poľa vytvoreného jednou doskou je 10 3 kV / m a pole vytvorené druhou doskou je 2-krát viac. Určite elektrický napájací modul, ktorý bude pôsobiť na zadaný bodový poplatok. Odpoveď Dajte Newton.

29.

Z, odporový odpor R. a K. Kondenzátor sa účtuje do napätia U. \u003d 20 V. Nabíjanie na kondenzátorových doskách je rovnaké q. \u003d 10 -6 Cl. Aké množstvo tepla je zvýraznené v odporovom po uzavretí kľúča? Odpoveď Vyjadrite ICD.

30.

Obrázok ukazuje obvodový obvod pozostávajúci z kondenzátorovej kapacity Z, odporový odpor R. a kapactor K. C. \u003d 1 μF a je nabitý na napätie U. \u003d 10 V. Aké množstvo tepla je zvýraznené v odporovom po zatvorení kľúča? Odpoveď Vyjadrite ICD.

31. Poistka elektrickej siete v apartmánovom sieťovom napätí 220V je vybavená nápisom: "6 A". Aký je maximálny celkový výkon elektrických zariadení, ktoré môžu byť súčasne zahrnuté v sieti, takže poistka sa neroztopí? (Odpoveď vo wattoch)

Laboratórne pracovné číslo 3.7.

Výskum užitočnej sily a efektívnosti súčasných zdrojov

Priezvisko i.o. _____________ Skupina ______ Dátum ______

Úvod

Účelom tejto práce je experimentálne skontrolovať teoretické závery o závislosti užitočnej sily a účinnosti súčasného zdroja z odporu zaťaženia.

Elektrický obvod sa skladá z aktuálneho zdroja, dodávania drôtov a zaťažení alebo spotrebiteľov prúdu. Každý z týchto prvkov reťazca má odpor.

Odolnosť prívodných drôtov je zvyčajne veľmi malý, takže môžu byť zanedbané. V každej časti reťazca bude energia energia energia spotrebovaná. Veľmi dôležitým praktickým významom je otázka účelných výdavkov elektrickej energie.

Celkový výkon P, zvýraznený v reťazci, bude vyrobený z kapacít pridelených vo vonkajších a vnútorných častiach reťazca: P \u003d i 2 · R + I 2 · R \u003d I 2 (R + R). Ako I (R + R) \u003d εT. P \u003d i · ε,

kde r je vonkajší odpor; R - Vnútorný odpor; ε - prúd prúdu EMF.

Celkový výkon vylučovaný v okruhu je teda exprimovaný priebehom prúdu pre EMF prvku. Táto sila je pridelená v dôsledku akýchkoľvek zdrojov tretích strán; Takéto zdroje energie môžu byť napríklad chemické procesy vyskytujúce sa v prvom prvku.

Zvážte, ako napájanie pridelené v obvode závisí od vonkajšej odolnosti r, ku ktorému je prvok zatvorený. Predpokladajme, že prvok tohto EMF a tento vnútorný odpor R uzatvára vonkajší odpor R; Určite závislosť od r plným výkonom P, je pridelený v reťazci, výkon p A, izolovaný vo vonkajšej časti reťaze a účinnosť.

Sila súčasného I v reťazci je vyjadrená podľa zákona OMA podľa pomeru

Plná sila vylučovaná v reťazci sa rovná

S nárastom R, napájacie kvapky, snaha asymptoticky na nulu s neobmedzeným zvýšením R.

Napájanie uvoľnené vo vonkajšom časti reťazca sa rovná

Je možné vidieť, že užitočná sila p A je nulová v dvoch prípadoch - pri R \u003d 0 a R \u003d ∞.

Preskúmanie funkcie Р а \u003d f (r) Na extrémne, získame, že R a dosahuje maximum pri R \u003d R, potom

Aby sa zabezpečilo, že maximálny výkon p A sa získa pri R \u003d R, vezmite derivát P A vonkajším odporom

Maximálna podmienka je potrebná rovnosť na nulu prvého derivátu

r 2 \u003d R2

R \u003d R.

Môžete sa uistiť, že v tomto stave dostaneme maximum, a nie aspoň pre p A, definujúci znak druhého derivátu.

Účinnosť efektívnosti (účinnosť) η zdroja zdroja EMF je hodnota pomeru výkonu PA, ktorá sa uvoľňuje vo vonkajšom reťazci, na celkový výkon p, vyvinutý zdrojom EMF .

V podstate účinnosť zdroja EMF naznačuje, ktorý podiel práce tretej strany sa transformuje na elektrickú energiu a je uvedený na vonkajšom reťazci.

Vyjadrujúci výkon cez prúd I, rozdiel potenciálov vo vonkajšom okruhu U a veľkosti elektromotorickej sily ε, získavame

To znamená, že účinnosť zdroja EDC sa rovná pomeru vonkajšieho reťazca k EMF. V podmienkach použiteľnosti zákona ohm môžete ďalej nahradiť U \u003d ir; ε \u003d i (R + R), potom

Preto v prípade, keď sa všetka energia spotrebuje na tepla Lenz-dojko, účinnosť zdroja EDC sa rovná pomeru vonkajšej odolnosti voči odporu plného reťazca.

Pri R \u003d 0 máme η \u003d 0. S rastúcim R, účinnosť sa zvyšuje, má tendenciu k hodnote η \u003d 1 s neobmedzeným nárastom R, je však napájanie uvoľnené vo vonkajšom reťazci má tendenciu nula. Požiadavky na súčasnú prípravu maximálnej užitočnej sily pri maximálnej účinnosti sú teda neuskutočniteľné.

Keď r a dosahuje maximum, potom η \u003d 50%. Keď je účinnosť η blízko jednej, užitočná sila je v porovnaní s maximálnou silou, ktorú by mohol tento zdroj vyvinúť. Preto je potrebné zvýšiť účinnosť, je potrebné znížiť vnútorný odpor zdroja EMF, napríklad batériu alebo stroja Dynamo.

V prípade R \u003d 0 (skrat) R A \u003d 0 a všetky napájanie je zvýraznené v rámci zdroja. To môže viesť k prehriatiu vnútorných častí zdroja a ich odvodenie. Z tohto dôvodu nie sú povolené skratované okruhy zdrojov (dynamo stroje, nabíjateľné batérie)!

Na obr. 1 krivka 1 poskytuje závislosť výkonu p A, izolovanej vo vonkajšom reťazci, z odolnosti vonkajšej časti obvodu R; Krivka 2 poskytuje závislosť na r plnom výkone P; Krivka 3 - priebeh účinnosti η z toho istého vonkajšieho odporu.

Postup vykonávania práce

1. Prečítajte si schému na stojane.

2. Nainštalujte odpor R \u003d 100 Ohm pomocou obchodu.

3. Zatvorte kľúč K.

4. Prúdové merania v reťazci postupne pre rôzne deväť rezistencie v obchode rezistencie, v rozmedzí od 100 ohmov a vyššie. Urobte v tabuľke Výsledky meraní súčasnej sily, vyjadrujúce ich v ampéroch.

5. Vypnite kľúč K.

6. Vypočítať pre každú rezistenciu p, r a (vo wattoch) a η.

7. Zostavte grafy p, r a η z R.

Kontrolné otázky

1. Čo sa nazýva efektívnosť zdroja EMF?

2. Odstráňte vzorec účinnosti zdroja EDC.

3. Aká je užitočná sila zdroja EMF?

4. Odstráňte vzorec pre užitočný výkon zdroja EDC.

5. Aký je maximálny výkon pridelený v externom reťazci (RA) max?

6. S akou hodnotou R Full Power P uvoľnená v maximálnej reťaze?

7. Aká je efektívnosť zdroja EMF na (RA) max?

8. Výskumná funkcia (RA) \u003d f (r) na extréme.