АП-13а,б; 43аб; 53 ЭМ-43,73,93 / lb / _10
.pdf
Лабораторная работа №10 Определение условий наиболее экономичного использования источника
тока.
Цель работы: экспериментальная проверка теоретических выводов о наиболее экономичном использовании источника тока.
Если какой-нибудь источник тока, эдс которого равна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
, а внутреннеее сопротивление r, включить в цепь с |
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
внешним сопротивлением R, то в каждом участке цепи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
будет расходоваться энергия источника тока. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полная мощность (полная энергия, расходуемая источ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ником в единицу времени) оопределяется выражением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = I2R+ I2r = Pa+ Pi = I , |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1) |
||||||||
где Pa – полезная мощность, мощность, выделяемая во внешней части цепи, а Pi определяет мощность, бесполезно теряемую в самом источнике тока на его нагревание при прохождении тока в цепи.
Целесообразность расхода энергии источника тока характеризуется специальной физической величиной - коэффициентом полезного действия
(к.п.д.) источника тока |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Pa U |
|
|
1 |
, |
(2) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
P |
|
|
1 |
|
r |
|||
|
|
|
|
|
R |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где U – падение напряжения на внешнем сопротивлении R.
Из формулы (1) видно, что полезная мощность Pa = 0, если R = 0 (режим короткого замыкания) и R = (разомкнутая цепь). Можно показать, что
|
2 |
|
|
функция Pa = f(R) имеет максимум Pa = Pmax при R = r. Pmax |
|
. Однако |
|
4r |
|||
|
|
к.п.д. при этом = 50%. К.п.д. = 100%, если R = 0, но при этом Pa = 0. Таким образом, требование одновременного получения максимальной
мощности при максимальном к.п.д. источника тока |
невыполнимы, цепи |
||||||||||||||||||
постоянного тока работают в оптимальном режиме. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
R, Ом |
I,мА |
Pa, мВт |
, % |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
Pa = I2R |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|||||||||
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pa, мВт |
|
Pa |
|
|
|
|
|
|
, % |
|
|||||
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R = r |
|
R, Ом |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||