Лабораторная работа №5 Исследование электрической цепи источника постоянного тока

| Категория реферата: Рефераты по физике
| Теги реферата: реферат экологические проблемы, найти реферат
| Добавил(а) на сайт: Гедимин.

[pic] (3)

Соотношение (3) определяет полезную мощность, развиваемую источником на внешнем сопротивлении R. Аналогичное соотношение, но с сопротивлением r определяет мощность, выделяющуюся в виде тепла на внутреннее сопротивление источника.

Полная мощность является суммой полезной мощности и мощности, выделяющейся на внутреннее сопротивление:

[pic] (4)

И, наконец, заметим, что коэффициент полезного действия (КПД) источника постоянного тока:

[pic] (5)

Используя соотношения (3) – (5) можно показать, что

[pic]; [pic]; [pic]. (6)

Полная мощность, развиваемая источником тока, достигает максимума в режиме короткого замыкания, т.е. при R=0. В этом случае вся тепловая мощность выделяется внутри источника тока на его внутренне сопротивление. С ростом внешнего сопротивления полная мощность уменьшается, асимптотически приближаясь к нулевому значению.

Полезная мощность изменяется в зависимости от внешнего сопротивления более сложным образом. Действительно, Pполезн=0 при крайних значениях внешнего сопротивления: при R=0 и R((. Таким образом, максимум полезной мощности должен приходиться на промежуточные значения внешнего сопротивления.

Величину внешнего сопротивления, соответствующую максимуму полезной мощности, можно найти, используя метод дифференциального исчисления. Можно показать, что максимум полезной мощности соответствует R=r, т.е. равенству внешнего и внутреннего сопротивлений. В электротехнике режим максимальной полезной мощности называется режимом согласования источника тока с его нагрузкой.

Легко видеть, что R=0 при (=0. При R(( величина ( асимптотически стремится к единице. Интересно отметить, что в режиме максимальной полезной мощности (=0,5, т.е. 50%.

Основные рабочие формулы:

1. Расчет полезной мощности. Рполез= U I U-разность потенциалов на клеммах, В

I- сила тока, А

2. Расчет полной мощности. Рполн= [pic], [pic]-ЭДС

3. Расчет КПД (=. Рполез /. Рполн =U/[pic]

4. Расчет внутреннего сопротивление r = [pic]

Таблица измерений и вычислений.
|I, A |0,21|0,16|0,13 |0,11 |0,097|0,085|0,076|0,068|0,062|0,057|
|U, B |0,02|1,62|2,64 |3,33 |3,84 |4,2 |4,49 |4,70 |4,86 |5,02 |
|R, Ом |0,09|10,1|20,3 |27,75|34,84|49,4 |59,07|69,11|78,38|88,07|
| | |2 | | | | | | | | |
|Pполн, |0,39|0,31|0,25 |0,21 |0,17 |0,15 |0,146|0,13 |0,12 |0,11 |
|Вт | | | | | | | | | | |
|Pполез, |0,00|0,26|0,34 |0,36 |0,34 |0,33 |0,34 |0,32 |0,3 |0,28 |
|Вт |4 | | | | | | | | | |
|? |0,01|0,8 |1,36 |1,7 |0,06 |2,2 |2,3 |2,46 |2,5 |2,54 |
|r | |34 |20.5 |25 |79 |24 |26.25|26.7 |32 | |
|[pic]i | |7 |5.3 |5.8 |11 |6.3 |6.48 |6.51 |6.8 | |

[pic] ср=6.9; Uср=3,47 В; rср=33Ом; Iср=0,11А

[pic]=0.000011; [pic]; [pic]

[pic]

[pic]

[pic]
Вывод: В проведенной лабораторной работе была определенна ЭДС источника тока, исследование зависимости полезной и полной мощности, развиваемых источником тока , и его КПД от нагрузочного сопротивления.
--------------------
V

A