Мощности и кпд

Мощность, генерируемая источником ЭДС: .

Мощность, отдаваемая реальным источником ЭДС (полезная мощность): Потери мощности расходуются на нагрев источника.

Коэффициент полезного действия источника электрической энергии в относительных единицах: .

Если источник энергии работает в режиме активного приёмника, то потребляемая им мощность

Мощность, генерируемая источником тока: , где U_J – напряжение между положительным и отрицательным выводами источника тока.

Мощность, потребляемая пассивным приемником: .

1.3. Найти внутреннее сопротивление источника и его ЭДС, если при сопротивлении нагрузки 1 Ом ток равен 3 А, а при сопротивлении нагрузки 2,5 Ом ток равен 0.5 А. Определить мощность и КПД источника для этих режимов.

1.4. Определите напряжение на зажимах источника энергии и его внутреннее сопротивление (рис. 1.6). Дана ВАХ источника, полезная мощность Р=4 кВт; сопротивление нагрузки R=10 Ом.

Рис. 1.6

1.5. Какой ЭДС должна обладать батарея, чтобы напряжение на зажимах приемника U_ab было равным 24 В (рис. 1.7)?

Мощность, отдаваемая источником, 48 Вт; мощность внутренних потерь 1,2 Вт.

Рис. 1.7 Рис. 1.8

1.6. По заданной ВАХ (рис. 1.8) построить схему и определить ее параметр: а) для последовательной схемы замещения; б) для параллельной схемы замещения. Найти ток в приемнике сопротивлением R = 5 Ом, подключенном к данной схеме.

1.7. К источнику с известной внешней характеристикой (рис. 1.9) подключен резистор сопротивлением R = 2 кОм. Найти ток в цепи и мощность источника, а также параметры его схем замещения.

Рис. 1.9

Режимы работы электрических цепей

Номинальным называется режим, в котором электрическая цепь работает при номинальных значениях напряжения, тока и мощности (значения, на которые рассчитана цепь заводам – изготовителем).

Согласованным называется режим, в котором мощность, генерируемая источником или потребляемая приемником, имеет наибольшее значение. Условием такого режима является равенство сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника.

В режиме холостого хода ток через приемник электрической энергии не протекает, но на зажимах источников энергии присутствует напряжение, равное ЭДС источника (U_хх=E). В этом режиме источник не отдает энергию во внешнюю цепь, а преемник ее не потребляет.

Режим короткого замыкания наступает при случайном замыкании разноименных полюсов источника посторонними токопроводящими предметами (шунтами) или участка электрической цепи, находящегося под напряжением.

1.8. Напряжение на выходе усилителя постоянного тока (УПТ) (рис. 1.10) в режиме холостого хода U _ХХ = 10 В, сопротивление усилителя относительно точек ab R_ab = 0,2 кОм. Как изменится напряжение на выходе УПТ, если к усилителю подключить приемник с сопротивлением R_п = R_ab. Пояснить, как зависит это напряжение: а) от сопротивления усилителя R_вых; б) сопротивления приемника R_п.

Рис. 1.10 Рис. 1.11

1.9. Построить внешнюю характеристику генератора постоянного тока (ГПТ) (рис. 1.11) и определить его КПД, если номинальные данные генератора: U_ном = 230 В, I _ном = 1 А, R = 15 Ом. Определить ток короткого замыкания ГПТ. Найти ток в цепи, мощность, генерируемую источником и мощность приемника, а также КПД источника.