Введение. От сопротивления нагрузки

От сопротивления нагрузки

Изучение зависимости мощности источника тока

Лабораторная работа № 5

Цель работы: исследование зависимости полезной мощности источника тока, его полной мощности и КПД от сопротивления нагрузки.

Приборы и принадлежности: выпрямитель УНИП-7А, 2 магазина сопротивлений типа Р33, миллиамперметр, вольтметр цифровой В7-35.

Литература: [1], § 2.5; [4], § 71-72, 74, 76, 78; [6], § 60.

Рассмотрим цепь постоянного тока, в которой источник ЭДС Е, имеющий внутреннее сопротивление r, замкнут на внешнюю нагрузку сопротивлением R. Сила тока в такой цепи подчиняется закону Ома:

(1)

Полная мощность P ₀ источника тока определяется следующими выражениями:

(2)

С ростом сопротивления нагрузки от нуля до бесконечности полная мощность уменьшается от максимального значения Е ²/r до нуля.

Полезная мощность P_п источника тока, реализуемая на нагрузке, также зависит от R:

(3)

Легко видеть, что c ростом сопротивления нагрузки при R «r полезная мощность тока возрастает, а при R» r - убывает. Следовательно, при некотором значении внешнего сопротивления полезная мощность источника тока проходит через максимум. Исследование на экстремум функции (3) приводит к выводу, что это реализуется при сопротивлении нагрузки, равном внутреннему сопротивлению источника ЭДС.

Коэффициент полезного действия источника тока определяется выражениями:

(4)

С ростом сопротивления нагрузки КПД источника возрастает, приближаясь к единице. В условиях максимальной полезной мощности (R = r) η = 0,5.

Дата добавления: 2014-12-25