Dom
Snabdijevanje hladnom vodom
Zavisi od korisne snage i. Puna moć

Zavisi od korisne snage i. Puna moć

Prilikom spajanja električnih uređaja na električnu mrežu, obično su bitne samo snaga i efikasnost samog uređaja. Ali kada se koristi izvor struje u zatvorenom kolu, korisna snaga koju proizvodi je važna. Izvor može biti generator, baterija, baterija ili elementi solarne elektrane. Za proračune, ovo je od fundamentalnog značaja.

Parametri napajanja

Prilikom spajanja električnih uređaja na napajanje i stvaranja zatvorenog kruga, osim energije P koju troši opterećenje, uzimaju se u obzir i sljedeći parametri:

  • Rob. (puna snaga izvora struje) dodijeljena u svim dijelovima kola;
  • EMF - napon koji stvara baterija;
  • P (neto snaga) koju troše svi dijelovi mreže, osim trenutnog izvora;
  • Ro (gubitak snage) potrošen unutar baterije ili generatora;
  • unutrašnji otpor baterije;
  • Efikasnost napajanja.

Pažnja! Nemojte brkati izvor i efikasnost učitavanja. Ako je omjer baterije u električnom uređaju visok, može biti nizak zbog gubitaka u žicama ili samom uređaju, ili obrnuto.

Više o ovome.

Ukupna energija kola

Kada električna struja prođe kroz kolo, oslobađa se toplina ili se obavlja rad. Baterija ili alternator nisu izuzetak. Energija koja se oslobađa na svim elementima, uključujući žice, naziva se ukupna. Izračunava se po formuli Rob.=Po.+Rpol., gdje je:

  • Rob. - puna moć;
  • Ro. – interni gubici;
  • Rpol. - korisna snaga.

Pažnja! Koncept prividne snage koristi se ne samo u proračunima kompletnog kola, već iu proračunima elektromotora i drugih uređaja koji uz aktivnu energiju troše i reaktivnu energiju.

EMF ili elektromotorna sila je napon koji generiše izvor. Može se mjeriti samo u X.X. modu. (hod u praznom hodu). Kada je opterećenje priključeno i pojavi se struja, Uo se oduzima od EMF vrijednosti. – gubici napona unutar uređaja za napajanje.

Neto snaga

Korisna je energija koja se oslobađa u cijelom krugu, osim za napajanje. Izračunava se prema formuli:

  1. "U" - napon na stezaljkama,
  2. “I” je struja u kolu.

U situaciji u kojoj je otpor opterećenja jednak otporu izvora struje, on je maksimalan i jednak je 50% ukupnog.

Sa smanjenjem otpora opterećenja, struja u krugu raste zajedno s unutarnjim gubicima, a napon nastavlja padati, a kada dostigne nulu, struja će biti maksimalna i ograničena samo Ro. Ovo je režim kratkog spoja. - kratki spoj. U ovom slučaju, energija gubitka jednaka je ukupnoj energiji.

Kako otpor opterećenja raste, struja i unutrašnji gubici se smanjuju, a napon raste. Po dostizanju beskonačno velike vrijednosti (prekid mreže) i I = 0, napon će biti jednak EMF. Ovo je X..X način rada. - u praznom hodu.

Gubici unutar napajanja

Baterije, generatori i drugi uređaji imaju unutrašnji otpor. Kada struja teče kroz njih, oslobađa se energija. Izračunava se po formuli:

gdje je “Uo” pad napona unutar uređaja ili razlika između EMF-a i izlaznog napona.

Unutrašnji otpor napajanja

Za izračunavanje gubitaka Ro. morate znati unutrašnji otpor uređaja. Ovo je otpor namotaja generatora, elektrolita u bateriji ili iz drugih razloga. Nije uvijek moguće izmjeriti ga multimetrom. Moramo koristiti indirektne metode:

  • kada je uređaj uključen u stanju mirovanja, mjeri se E (EMF);
  • sa priključenim opterećenjem, Uout je određen. (izlazni napon) i struja I;
  • pad napona unutar uređaja se izračunava:
  • unutrašnji otpor se izračunava:

Korisna energija P i efikasnost

U zavisnosti od specifičnih zadataka, potrebna je maksimalna korisna snaga P ili maksimalna efikasnost. Uslovi za ovo ne odgovaraju:

  • P je maksimum pri R=Ro, dok je efikasnost = 50%;
  • Efikasnost 100% u X.X. modu, dok je P=0.

Dobivanje maksimalne energije na izlazu uređaja za napajanje

Maksimalni P se postiže pod uslovom da su otpori R (opterećenje) i Ro (izvor električne energije) jednaki. U ovom slučaju, efikasnost = 50%. Ovo je režim „podudarnog opterećenja“.

Osim toga, postoje dvije opcije:

  • Otpor R pada, struja u kolu raste, dok se gubici napona Uo i Po unutar uređaja povećavaju. U režimu kratkog spoja (kratki spoj) otpor opterećenja je “0”, I i Po su maksimalni, a efikasnost je takođe 0%. Ovaj način rada je opasan za baterije i generatore, pa se ne koristi. Izuzetak su praktički zastarjeli generatori za zavarivanje i automobilski akumulatori, koji, kada se pokrene motor i uključi starter, rade u režimu bliskom "K.Z.";
  • Otpor opterećenja je veći od unutrašnjeg. U ovom slučaju, struja i snaga opterećenja P padaju, a sa beskonačno velikim otporom, jednaki su "0". Ovo je H.H. način rada. (hod u praznom hodu). Unutrašnji gubici u režimu blizu hladnog su veoma mali, a efikasnost je blizu 100%.

Prema tome, “P” je maksimalno kada su unutrašnji i vanjski otpori jednaki, a minimalan u drugim slučajevima zbog velikih unutrašnjih gubitaka tokom kratkog spoja i niske struje u X.X modu.

Maksimalni korisni režim snage sa efikasnošću od 50% koristi se u elektronici pri malim strujama. Na primjer, u telefonskom Pout. mikrofon - 2 miliwatt-a, i važno je što više ga prenijeti na mrežu, žrtvujući efikasnost.

Postizanje maksimalne efikasnosti

Maksimalna efikasnost se postiže u režimu X.X. zbog odsustva gubitaka snage unutar izvora napona Po. Sa povećanjem struje opterećenja, efikasnost se linearno smanjuje u režimu kratkog spoja. jednako “0”. Režim maksimalne efikasnosti se koristi u generatorima elektrana kod kojih usklađeno opterećenje, maksimalno korisno Po i efikasnost od 50% nisu primenljivi zbog velikih gubitaka koji čine polovinu ukupne energije.

Efikasnost opterećenja

Efikasnost električnih uređaja ne zavisi od baterije i nikada ne dostiže 100%. Izuzetak su klima uređaji i frižideri koji rade na principu toplotne pumpe: jedan radijator se hladi zagrevanjem drugog. Ako se ova tačka ne uzme u obzir, onda je efikasnost veća od 100%.

Energija se troši ne samo na obavljanje korisnog rada, već i na grijanje žica, trenje i druge vrste gubitaka. Kod lampi, pored efikasnosti same lampe, pažnju treba obratiti i na dizajn reflektora, kod grejača vazduha - na efikasnost grejanja prostorije, a kod elektromotora - na cos φ.

Poznavanje korisne snage elementa napajanja neophodno je za izvođenje proračuna. Bez toga je nemoguće postići maksimalnu efikasnost čitavog sistema.

Video

8.5. Toplotni efekat struje

8.5.2. Efikasnost izvora struje

Efikasnost izvora struje( efikasnost ) se određuje udjelom korisna snaga od pune snage izvora struje:

gdje je P koristan - korisna snaga izvora struje (snaga oslobođena u vanjskom kolu); P puna - puna snaga izvora struje:

P pun = P koristan + P gubici,

one. ukupna snaga oslobođena u vanjskom kolu (P korisni) i u izvoru struje (P gubici).

Efikasnost izvora struje (COP) određena je proporcijom korisna energija od ukupne energije koju proizvodi trenutni izvor:

η = E korisno E puno ⋅ 100% ,

gdje je E korisna - korisna energija izvora struje (energija oslobođena u vanjskom kolu); E puna - ukupna energija izvora struje:

E pun \u003d E koristan + E gubici,

one. ukupna energija oslobođena u vanjskom kolu (E korisno) i u izvoru struje (E gubici).

Energija izvora struje povezana je sa snagom izvora struje sljedećim formulama:

  • energija oslobođena u vanjskom kolu (korisna energija) za vrijeme t povezana je s korisnom snagom izvora P korisno -

E korisno = P korisno t ;

  • oslobođena energija u trenutnom izvoru(gubitak energije) tokom vremena t, povezan je sa gubitkom snage izvora gubitka P -

E gubitak = P gubitak t ;

  • ukupna energija koju stvara strujni izvor tokom vremena t povezana je sa ukupnom snagom izvora P ukupno -

E pun = P pun t.

Efikasnost izvora struje (COP) može se odrediti:

  • udio, koji je otpor vanjskog kola od ukupnog otpora izvora struje i opterećenja (eksternog kola), -

η = R R + r ⋅ 100% ,

gdje je R otpor kola (opterećenja) na koje je priključen izvor struje; r je unutrašnji otpor izvora struje;

  • dijeliti, što je potencijalna razlika na terminalima izvora od njegove elektromotorne sile, -

η = U ℰ ⋅ 100% ,

gdje je U napon na stezaljkama (terminalama) izvora struje; ℰ - EMF trenutnog izvora.

At maksimalna snaga, pušten u vanjsko kolo, efikasnost izvora struje je 50%:

budući da je u ovom slučaju otpor opterećenja R jednak unutrašnjem otporu r izvora struje:

η * = R R + r ⋅ 100% = r r + r ⋅ 100% = r 2 r ⋅ 100% = 50% .

Primjer 16. Kada se na određeno kolo priključi izvor struje sa efikasnošću od 75%, na njemu se oslobađa snaga jednaka 20 W. Pronađite količinu toplote koja se oslobađa u trenutnom izvoru za 10 minuta.

Odluka. Hajde da analiziramo stanje problema.

Snaga oslobođena u vanjskom kolu je korisna:

P korisno = 20 W,

gdje je P koristan - korisna snaga izvora struje.

Količina topline koja se oslobađa u izvoru struje povezana je s gubitkom energije:

Q gubitak = P gubitak t ,

gdje P gubici - gubici snage; t je vrijeme rada trenutnog izvora.

Efikasnost izvora povezuje korisnu i prividnu snagu:

η = P korisno P puno ⋅ 100% ,

gdje je P full ukupna snaga izvora struje.

Korisna snaga i gubici snage zbrajaju ukupnu snagu izvora struje:

P pun = P koristan + P gubici.

Napisane jednačine čine sistem jednačina:

η \u003d P korisni P puni ⋅ 100%, Q gubici = P gubici t, P puni = P korisni + P gubici. )

Za pronalaženje željene vrijednosti - količine toplote oslobođene u izvoru Q gubitaka - potrebno je odrediti gubitak snage P gubitaka. Zamijenite treću jednačinu prvom:

η = P korisno P korisno + P gubici ⋅ 100%

i izrazi P gubitke:

P gubitak = 100% − η η P upotrebljiv

Dobivenu formulu zamjenjujemo u izraz za Q gubitke:

Q gubitak = 100% − η η P korisni t .

Izračunajmo:

Q gubitak = 100% − 75% 75% ⋅ 20 ⋅ 10 ⋅ 60 = 4,0 ⋅ 10 3 J = 4,0 kJ.

Za vrijeme navedeno u stanju problema, u izvoru će se osloboditi 4,0 kJ topline.

    neto snaga- — [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. Engleski ruski rječnik elektrotehnike i energetike, Moskva, 1999.] neto snaga Snaga (mašine, opreme, pogonske jedinice ili drugog tehničkog uređaja) ... ...

    Neto snaga- Korisni kapacitet - snaga (mašine, opreme, agregata ili drugog tehničkog uređaja) koju daje uređaj u određenom obliku i za određenu namjenu; jednaka bruto snaga minus troškovi… … Ekonomsko-matematički rječnik

    neto snaga- 3,10 neto snaga: Efektivna snaga u kilovatima, dobijena na ispitnom stalku na dršci radilice ili izmjerena metodom prema GOST R 41.85. Izvor… Rječnik-priručnik pojmova normativne i tehničke dokumentacije

    neto snaga- naudingoji galia statusas. atitikmenys: engl. netpower; korisna snaga vok. Abgabeleistung, f;… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

    neto snaga- naudingoji galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. netpower; korisna snaga vok. Abgabeleistung, f; Nutzabgabe, f; Nutzleistung, f rus. korisna snaga, f pranc. puissance utile, f … Fizikos terminų žodynas

    Snaga koja se može dobiti na osovini motora; isto kao i efektivna snaga... Velika sovjetska enciklopedija

    Neto snaga- je snaga koju uređaj daje u određenom obliku i za određenu svrhu. ST IEC 50(151) 78 ... Komercijalna elektroprivreda. Rečnik-referenca

    korisna snaga pumpe- Snaga koju pumpa prijavljuje dovedenom tečnom mediju i određena zavisnošću gdje je Q protok pumpe, m3/s; P pritisak pumpe, Pa; QM masa isporuke pumpe, kg/s; LP korisni specifični rad pumpe, J/kg; NP korisna snaga pumpe, W. [GOST… … Priručnik tehničkog prevodioca

    korisna snaga (u motornim vozilima)- neto snaga Snaga, izražena u kilovatima, dobijena na ispitnom stalku na dršci radilice ili njenom ekvivalentu i izmjerena u skladu sa metodom mjerenja snage navedenom u GOST R 41.24. [GOST R 41.49 2003] ... Priručnik tehničkog prevodioca

    korisna snaga u vatima- - [A.S. Goldberg. Engleski ruski energetski rječnik. 2006] Teme energija općenito Priručnik tehničkog prevodioca

(12.11)

Kratki spoj je način rada kola, u kojem se javlja vanjski otpor R= 0. Štaviše,

(12.12)

Neto snaga R a = 0.

Puna moć

(12.13)

graf zavisnosti R a (I) je parabola čije su grane usmjerene prema dolje (slika 12.1). Ista slika pokazuje zavisnost efikasnosti od jačine struje.

Primjeri rješavanja problema

Zadatak 1. Baterija se sastoji od n= 5 elemenata povezanih u seriju sa E= 1,4 V i unutrašnji otpor r= 0,3 oma svaki. Pri kojoj struji je korisna snaga baterije jednaka 8 vati? Koliki je maksimalni korisni kapacitet baterije?

Dato: Odluka

n = 5 Kada su elementi povezani u seriju, struja u kolu

E= 1,4 V
(1)

R a= 8 W Iz formule neto snage
express

vanjski otpor R i zamijeni u formulu (1)

I - ?
-?

nakon transformacije dobijamo kvadratnu jednačinu, rešavajući je, nalazimo vrednosti struja:


ALI; I 2 = A.

Dakle, na strujama I 1 i I 2 neto snaga je ista. Kada se analizira graf zavisnosti korisne snage od struje, može se uočiti da kada I 1 gubitak snage je manji i efikasnost je veća.

Korisna snaga je maksimalna na R = n r; R = 0,3
Ohm.

Odgovori: I 1 = 2A; I 2 = A; P amax = uto

Zadatak 2. Korisna snaga oslobođena u vanjskom dijelu kola dostiže svoju maksimalnu vrijednost od 5 W pri jakosti struje od 5 A. Pronađite unutrašnji otpor i EMF izvora struje.

Dato: Odluka

P amax = 5 W Korisna snaga
(1)

I= 5 A prema Ohmovom zakonu
(2)

Korisna snaga je maksimalna na R = r, zatim od

r - ? E- ? formule (1)
0,2 ohma.

Iz formule (2) B.

odgovor: r= 0,2 oma; E= 2 V.

Zadatak 3. Od generatora čiji je EMF 110V potrebno je prenositi energiju na udaljenosti od 2,5 km duž dvožične linije. Potrošnja energije je 10 kW. Pronađite minimalni poprečni presjek bakrenih žica za napajanje ako gubitak snage u mreži ne bi trebao biti veći od 1%.

Dato: Odluka

E = 110V Otpor žice

l= 510 3 m gdje - otpornost bakra; l– dužina žica;

R a = 10 4 W S- odjeljak.

 \u003d 1,710 -8 Ohm. m Potrošnja energije P a = I E, struja izgubljena

R itd = 100 vati na mreži P itd = I 2 R itd, kao i kod pasmina i potrošača

S - ? struja onda isto

gdje

Zamjenom numeričkih vrijednosti, dobijamo

m 2.

odgovor: S\u003d 710 -3 m 2.

Zadatak 4. Pronađite unutrašnji otpor generatora ako je poznato da je snaga oslobođena u vanjskom kolu ista za dvije vrijednosti vanjskog otpora R 1 = 5 oma i R 2 = 0,2 oma. Pronađite efikasnost generatora u svakom od ovih slučajeva.

Dato: Odluka

R 1 = R 2 Oslobađanje struje u vanjskom kolu, P a = I 2 R. Ohmov zakon

R 1 = 5 oma za zatvoreni krug
onda
.

R 2 = 0,2 oma Koristeći uslov problema R 1 = R 2, dobijamo

r -?

Transformirajući rezultirajuću jednakost, nalazimo unutrašnji otpor izvora r:

Ohm.

Efikasnost se naziva vrednost

,

gdje R a je snaga oslobođena u vanjskom kolu; R- puna moć.

odgovor: r= 1 ohm; = 83 %;= 17 %.

Zadatak 5. baterija emf E= 16 V, unutrašnji otpor r= 3 oma. Pronađite otpor vanjskog kola, ako je poznato da se u njemu oslobađa snaga R a= 16 W. Odredite efikasnost baterije.

Dato: Odluka

E= 16 V Snaga rasipana u vanjskom dijelu kola R a = I 2 R.

r = 3 Ohma Pronalazimo jačinu struje prema Ohmovom zakonu za zatvoreno kolo:

R a= 16 W onda
ili

- ? R- ? Zamjenjujemo numeričke vrijednosti datih veličina u ovu kvadratnu jednačinu i rješavamo je u odnosu na R:

Ohm; R 2 = 9 oma.

odgovor: R 1 = 1 ohm; R 2 = 9 oma;

Zadatak 6. Dvije sijalice su spojene paralelno. Otpor prve žarulje je 360 ​​oma, otpor druge 240 oma. Koja sijalica apsorbuje najviše energije? Koliko puta?

Dato: Odluka

R 1 \u003d 360 Ohm Snaga oslobođena u sijalici,

R 2 = 240 oma P=I 2 R (1)

- ? Uz paralelnu vezu, sijalice će imati isti napon, pa je bolje upoređivati ​​snage pretvaranjem formule (1) koristeći Ohmov zakon
onda

Kada su sijalice spojene paralelno, oslobađa se više snage u sijalici sa manjim otporom.

odgovor:

Zadatak 7. Dva potrošača sa otporima R 1 = 2 oma i R 2 \u003d 4 oma su spojeni na DC mrežu prvi put paralelno, a drugi put serijski. U kom slučaju se najviše energije troši iz mreže? Razmotrimo slučaj kada R 1 = R 2 .

Dato: Odluka

R 1 = 2 ohma Potrošnja električne energije iz mreže

R 2 = 4 oma
(1)

- ? gdje R je ukupni otpor potrošača; U- napon u mreži. Kada su potrošači povezani paralelno, njihov ukupni otpor
i sa uzastopnim R = R 1 + R 2 .

U prvom slučaju, prema formuli (1), potrošnja energije
iu drugom
gdje

Dakle, kada su tereti povezani paralelno, više energije se troši iz mreže nego kada su povezani u seriju.

At

odgovor:

Zadatak 8.. Kotao grijač se sastoji od četiri dijela, otpor svake sekcije R= 1 ohm. Grijač se napaja pomoću punjive baterije sa E = 8 V i unutrašnji otpor r= 1 ohm. Kako spojiti grijače elemente da se voda u kotlu zagrije u najkraćem mogućem roku? Kolika je ukupna snaga koju troši baterija i njena efikasnost?

Dato:

R 1 = 1 ohm

E = 8 V

r= 1 ohm

Odluka

Izvor daje maksimalnu korisnu snagu ako je vanjski otpor R jednak internom r.

Stoga, da bi se voda zagrijala u najkraćem mogućem roku, potrebno je tako uključiti sekcije

to R = r. Ovaj uvjet je ispunjen mješovitom vezom sekcija (sl. 12.2.a, b).

Snaga koju troši baterija je R = I E. Prema Ohmovom zakonu za zatvoreno kolo
onda

Izračunaj
32W;

odgovor: R= 32 W; = 50 %.

Problem 9*. Struja u otpornom provodniku R\u003d 12 oma se ravnomjerno smanjuje od I 0 = 5 A do nule tokom vremena = 10 s. Koliko se topline oslobađa u provodniku za to vrijeme?

Dato:

R= 12 ohma

I 0 = 5 A

Q - ?

Odluka

Budući da se jačina struje u vodiču mijenja, izračunati količinu topline po formuli Q = I 2 R t ne može se koristiti.

Uzmimo diferencijal dQ = I 2 R dt, onda
Zbog ujednačenosti trenutne promjene možemo pisati I = k t, gdje k- koeficijent proporcionalnosti.

Vrijednost koeficijenta proporcionalnosti k naći iz uslova da = 10 s struja I 0 = 5 A, I 0 = k, dakle

Zamijenite numeričke vrijednosti:

J.

odgovor: Q= 1000 J.

8.5. Toplotni efekat struje

8.5.1. Struja izvora struje

Ukupna snaga izvora struje:

P pun = P koristan + P gubici,

gdje je P koristan - korisna snaga, P je koristan = I 2 R; P gubitak - gubitak snage, P gubitak = I 2 r ; I - jačina struje u kolu; R - otpor opterećenja (vanjski krug); r je unutrašnji otpor izvora struje.

Prividna snaga se može izračunati pomoću jedne od tri formule:

P puno = I 2 (R + r), P puno = ℰ 2 R + r, P puno = I ℰ,

gdje je ℰ elektromotorna sila (EMF) izvora struje.

Neto snaga je snaga koja se oslobađa u vanjskom kolu, tj. na opterećenje (otpornik), i može se koristiti u neke svrhe.

Neto snaga se može izračunati pomoću jedne od tri formule:

P korisno = I 2 R, P korisno \u003d U 2 R, P korisno = IU,

gdje je I struja u kolu; U - napon na stezaljkama (terminalama) izvora struje; R - otpor opterećenja (vanjski krug).

Gubitak snage je snaga koja se oslobađa u izvoru struje, tj. u unutrašnjem krugu, a troši se na procese koji se odvijaju u samom izvoru; u neke druge svrhe, gubitak snage se ne može koristiti.

Gubitak snage se obično izračunava po formuli

P gubitak = I 2 r ,

gdje je I struja u kolu; r je unutrašnji otpor izvora struje.

U slučaju kratkog spoja, korisna snaga ide na nulu

P korisno = 0,

budući da nema otpora opterećenja u slučaju kratkog spoja: R = 0.

Prividna snaga u slučaju kratkog spoja izvora poklapa se sa gubicima snage i izračunava se po formuli

P pun \u003d ℰ 2 r,

gdje je ℰ elektromotorna sila (EMF) izvora struje; r je unutrašnji otpor izvora struje.

Neto snaga ima maksimalna vrijednost u slučaju kada je otpor opterećenja R jednak unutrašnjem otporu r izvora struje:

R = r.

Maksimalna korisna snaga:

P korisni max = 0,5 P puni,

gdje je P puna - puna snaga izvora struje; P pun \u003d ℰ 2 / 2 r.

Eksplicitno, formula za izračunavanje maksimalna korisna snaga kao što slijedi:

P korisni max = ℰ 2 4 r .

Da biste pojednostavili proračune, korisno je zapamtiti dvije točke:

  • ako se sa dva otpora opterećenja R 1 i R 2 ista korisna snaga dodijeli u kolu, tada unutrašnji otpor izvor struje r je povezan sa naznačenim otporima formulom

r = R 1 R 2 ;

  • ako se maksimalna korisna snaga oslobodi u krugu, tada je struja I * u krugu dva puta manja od struje kratkog spoja i:

I * = i 2 .

Primjer 15. Kada je kratko spojena na otpor od 5,0 oma, baterija ćelija proizvodi struju od 2,0 A. Struja kratkog spoja baterije je 12 A. Izračunajte maksimalnu korisnu snagu baterije.

Odluka. Hajde da analiziramo stanje problema.

1. Kada je baterija spojena na otpor R 1 = 5,0 Ohm, struja od I 1 = 2,0 A teče u kolu, kao što je prikazano na sl. a , definisan Ohmovim zakonom za kompletan lanac:

I 1 \u003d ℰ R 1 + r,

gdje je ℰ EMF trenutnog izvora; r je unutrašnji otpor izvora struje.

2. Kada je baterija kratko spojena, struja kratkog spoja teče u kolu kao što je prikazano na sl. b. Jačina struje kratkog spoja određena je formulom

gdje je i struja kratkog spoja, i = 12 A.

3. Kada je baterija spojena na otpor R 2 \u003d r, struja sile I 2 teče u krugu, kao što je prikazano na sl. u , definisan Ohmovim zakonom za kompletno kolo:

I 2 \u003d ℰ R 2 + r = ℰ 2 r;

u ovom slučaju, maksimalna korisna snaga se dodjeljuje u krugu:

P korisno max = I 2 2 R 2 = I 2 2 r.

Dakle, da bi se izračunala najveća korisna snaga, potrebno je odrediti unutrašnji otpor izvora struje r i jačinu struje I 2.

Da bismo pronašli jačinu struje I 2, zapisujemo sistem jednačina:

i \u003d ℰ r, I 2 = ℰ 2 r)

i izvrši podjelu jednačina:

i I 2 = 2 .

Ovo implicira:

I 2 \u003d i 2 \u003d 12 2 = 6,0 A.

Da bismo pronašli unutrašnji otpor izvora r, zapisujemo sistem jednačina:

I 1 \u003d ℰ R 1 + r, i = ℰ r)

i izvrši podjelu jednačina:

I 1 i = r R 1 + r .

Ovo implicira:

r \u003d I 1 R 1 i - I 1 \u003d 2,0 ⋅ 5,0 12 - 2,0 \u003d 1,0 Ohm.

Izračunajte maksimalnu korisnu snagu:

P korisni max = I 2 2 r = 6,0 2 ⋅ 1,0 = 36 W.

Dakle, maksimalna korisna snaga baterije je 36 vati.



Sekcije