Властивості режиму

1. Rн = - опір навантаження.

2. - струм в колі.

3. U=E- зовнішня напруга навантаження, - внутрішня напруга джерела

4. - корисна потужність

5. - ККД

- уявний ККД

6. Режим короткого замикання. Якщо змінити опір R встановити на 0 , R = 0 , то електричне коло буде включене на внутрішній опір Ri . Такий режим називають режимом короткого замикання – режимом К3 .

Властивості режиму

1. - опір навантаження

2 . - струм короткого замикання більше номінального

3. - зовнішня напруга в колі

4. - внутрішня напруга джерела

5. - корисна потужність

6. - ККД

7. Режим узгодженого навантаження – режим, при якому внутрішній опір джерела дорівнює опору навантаження, виникає при умові R_н=R_i

1. R_н=R_i - зовнішній та внутрішній опори рівні.

2. - струм в колі дорівнює половині струму короткого замикання.

3. - корисна потужність максимальна.

4. - напруга в колі дорівнює половині ЕРС кола.

5. % - ККД.

6. , .

Висновок: умовою отримання максимальної корисної потужності є рівність зовнішнього та внутрішнього опорів R_н=R_{i. .}

(використовують в малопотужних пристроях автоматики та телемеханіки).

Потенціальна діаграма

Потенціалом певної точки електричного кола називається напруга між цією точкою, в якій потенціал вважають таким, що дорівнює нулю, оба є початковим. В електричному колі залежно від опорів і джерел потенціали в певних напрямах зменшуються або збільшуються. Потенціал у даній точці можна визначити за формулою:

φn =IRn

де φn- потенціал даної точки кола, I- струм у колі, Rn- опір ділянки кола між даною точкою і точкою з нульовим опором.

Якщо розрахунок виконано правильно,то φ в кінці розрахунку дорівнюватиме нулю. Графічне зображення залежності потенціалів точок електричного кола від його опору називають потенціальною діаграмою.

Для побудови потенціальної діаграми треба:

• визначати електричне коло, величину і напрям струму в ньому;

• буквами або цифрами позначити місця з’єднання елементів кола;

• потенціал однієї з точок прийняти за начальний або нульовий;

• обчислити потенціали всіх точок кола і побудувати їх графічне зображення.

Якщо відбувається перехід через джерело ЕРС з с мінуса на "плюс", то потенціал підвищується, а при переході з "плюса" на "мінус" – відповідно знижується. Щодо нульового потенціалу для вибраної точки на колі потенціали інших точок можуть бути позитивні, негативні і нульові

Приклад 3

Визначити потенціали точок одно контурного електричного кола (мал. 28), і побудувати в масштабі потенціальну діаграму за такими даними: Е₁=60В; Е₂=28В; R_і1=R_і2=0,75 Ом; R₁=6,5 Ом; R₂=5 Ом; R₃=3 Ом.

За потенціальною діаграмою визначити наругу U_БГ.

Розв’язок

1. Струм у колі визначаємо за законом Ома

Напрям струму зберігається з напрямом Е.Р.С. Е1, так як Е1>Е2; напрям струму показуємо на схемі.

Рис.15

1. Для визначення потенціалів точок кола довільно вибираємо напрям обходу контуру: обійдемо контур за годинниковою стрілкою, тобто проти струму.

2. Визначаємо потенціали точок кола, починаючи із заземленої точки А, потенціал якої дорівнює нулю: φ_А=0.

При переході через резистор R₁ від точки А до точки Б проти струму потенціал підвищується на величину спаду напруги на даному резисторі

φ_Б = φ_А + ІR₁ = 0+2·6,5=13В.

При переході із точки Б в точку В через джерело з Е.Р.С. Е₁ від «+» зажима до «-» відбувається зменшення потенціалу на величину Е1 і одночасне збільшення потенціалу на величину ІR_і1

φ_В = φ_Б –Е₁ + ІR_і1 = 13 – 60 + 2 · 0,75 = – 45,5В.

При переході із точки В в точку Г через резистор R2 проти струму потенціал підвищується на ІR₂:

φ_Г = φ_В + ІR₂ = - 45,5 + 2·5 = – 35,5В.

При переході із точки Г в точку Д через джерело з ЕРС. Е₂ від «-» до «+» джерела відбувається підвищення потенціалу на величину Е₂ і на величину падіння напруги на внутрішньому опорі R_і2:

φ_Д = φ_Г + Е₂ + ІR_і2 = - 35,5 + 28 + 2·0,75 = – 6В.

При переході із точки Д в точку А через резистор R3 проти струму відбувається підвищення потенціалу на ІR₃:

φ_А = φ_Д + ІR₃ = - 6 + 2·3 = 0.

Одержаний результат показує правильність підрахунків.

3. За результатами підрахунків будуємо потенціальну діаграму (рис. ).

Вибираємо масштаб; по горизонтальній осі в масштабі m_R=2 Ом/см відкладаємо значення опорів в порядку обходу контуру кола; по вертикальній осі в масштабі m_φ=10 В/см відкладаємо значення розрахункових потенціалів точок кола. Початковою точкою побудови діаграми беремо потенціал заземленої точки А: φ_А=0.

На потенціальній діаграмі графічно зображено розподіл потенціалів даного електричного кола. Користуючись діаграмою, можемо в масштабі визначити напругу між любими двома точками кола. Наприклад, U_БГ в масштабі дорівнює 48,5В. Цю напругу можемо визначити аналітично:

φ_БГ = φ_Б – φ_Г = 13 – (-35,5) = 48,5В.