2. Определим внутреннее сопротивление (рис. 1.27), устранив источник электрической энергии в исходной схеме
Рис. 1.27
3. Определим ток в диагонали моста по формуле (1.8)
1.9.4. Алгоритм экспериментального определения тока по методу эквивалентного генератора
Опыты холостого хода и короткого замыкания
1. Определяем ЭДС эквивалентного генератора. Для определения ЭДС проводим опыт холостого хода. Напряжение на зажимах активного двухполюсника в режиме его холостого хода Uхх равно ЭДС эквивалентного генератора.
2. Замеряем ток короткого замыкания Iкз в режиме, когда зажимы активного двухполюсника замкнуты накоротко, как это показано на рис. 1.28. Определяем внутреннее сопротивление
Рис. 1.28
3. Рассчитываем искомый ток в ветви с сопротивлением .
Область применения. Метод эквивалентного генератора используется при определении одного или ограниченного числа токов, а
также при построении нагрузочной характеристики I = f(R) электрической цепи.
1.10. Передача энергии от активного двухполюсника нагрузке
Пусть имеется активный двухполюсник, к выводам которого подключена нагрузка R, как это показано на рис. 1.29.
Рис. 1.29
Тогда ток в нагрузке можно определить по закону Ома .
Активная мощность, рассеиваемая на нагрузке,
Для того, чтобы выяснить, каково должно быть соотношение между Rвн и сопротивлением нагрузки R при условии выделения максимальной мощности, найдем первую производную Р по R и приравняем ее к нулю
откуда R = Rвн. Если найти вторую производную, то можно убедиться, что она отрицательна, поэтому условие R = Rвн соответствует максимуму функции Р=f(R). Учитывая условие R = Rвн, можно найти максимальную мощность, которая может быть выделена в нагрузке R
Полезная активная мощность, которая выделяется в нагрузке, рассчитывается по записанному выше выражению:
а затраченная мощность
Коэффициент полезного действия
Используя условие выделения максимальной мощности R=Rвн, получим
Выбор величины сопротивления нагрузки R, равного Rвн активного двухполюсника, называют согласованием нагрузки.
1.11. Метод пропорциональных величин
Метод пропорциональных величин применим для расчета цепей, состоящих из последовательно и параллельно соединенных резисторов и одного источника электрической энергии, подключенного к входным зажимам.
Задаемся током, например 1 А, в наиболее удаленной ветви электрической схемы (рис. 1.30).
Далее, продвигаясь от конца схемы к ее началу, находим токи в ветвях и напряжения на различных её участках. Найденное значение напряжения на входе Uао будет отличаться от заданного Uо в k раз: k = Uо / Uао.
Тогда реальные токи в ветвях и напряжения на участках схемы так же будут отличаться от найденных в k раз.
Udo = I7 (R7 + R8) = 1(2+2) = 4 В,
I6 =Udo / R6 = 4 / 4 = 1 A,
I5 = I6 + I7 = 1 + 1= 2 A,
Ucо = I5R5 + Udo = 2 2 + 4 = 8 B,
I4 =Uco / R4 = 8 / 8 = 1 A,
I3 = I4 + I5 = 1 + 2= 3 A,
32
Ubо = I3R3 + Uсo = 3 1 + 8 = 11 B,
I2 =Ubo / R2 = 11 / 11 = 1 A,
I1 = I2 + I3 = 1 + 3 = 4 A,
Uао = I1R1 + Ubo = 4 4 + 11 = 19 B,
k = Uo /Uао = 100 / 19,
тогда, например, ток I5 при входном напряжении 100 В будет равен
Метод пропорциональных величин применим только для линейных электрических цепей.