Цель работы: Изучить режим работы источника постоянного тока. Приборы и принадлежности
Зависимость мощности тока, выделяющейся от внешней цепи, от сопротивления, к.п.д. источника
жүктеу/скачать 297,5 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Экспериментальная установка и измерения
| Зависимость мощности тока, выделяющейся от внешней цепи, от сопротивления, к.п.д. источника. По определению, напряжение между двумя точками проводника численно равно работе по перемещению единичного заряда из одной точки в другую:
или Мощность по определению равна . Если напряжение на зажимах источника равно , то работа тока во внешней цепи равна Мощность которая выделяется во внешней цепи (назовем ее полезной мощностью ) окажется равной (12) Подставив сюда значение из (5) и из (10) получим (13) Из этого выражения следует, что мощность есть функция внешнего сопротивления . При коротком замыкании ( ) мощность и, при также стремиться к нулю. Следовательно полезная мощность имеет максимум при некоторым значении внешнего сопротивления. Чтобы найти значение при котором принимает максимальное значение, надо взять первую производную от по и приравнять ее к нулю Приравняв числитель к нулю находим, что . Это значит, что полезная мощность имеет максимальное значение при внешнем сопротивлении равном внутреннему. Максимальное значение полезной мощности равно (14) По определению к.п.д. источника ( ) равен отношению полезной мощности к полной мощности (15) Полная мощность равна работе сторонник сил в единицу времени. Учитывая (2) (16) Следовательно, (17) при коротком замыкании ( ) к.п.д. стремиться к нулю ( ) в другом случае при ; . При максимальной полезной мощности или Экспериментальная установка и измеренияЭкспериментальная установка представляет собой электрическую цепь, схема которой дана рис.4. Сопротивление служит для уменьшения тока через источник. Оно не допускает короткого замыкания, которое плохо сказывается на работе источника. С помощью этого сопротивления мы искусственно увеличиваем сопротивление источника. Можно считать, что внутреннее сопротивление источника равно (18) В нашей установке имеет значение около 2 Ом. При замыкании ключа , ток идет через вольтметр, источник тока и сопротивление . Показание вольтметра равна , где - ток через вольтметр, -сопротивление вольтметра. Рис.4Учитывая, что сопротивление вольтметра велико по сравнению с и подставляя значение (19) получим . (20) Пренебрегая слагаемым из-за его малости по сравнению с получим . Это значит, что э.д.с. источника можно считать равным показанию вольтметра. При замыкании ключей и , ток от источника идет через вольтметр, а частично через переменное сопротивление и амперметр. В нашей установке , где сумма сопротивлений реостата и амперметра. Поэтому током через вольтметр можно пренебречь и показания амперметра считать током через источник. жүктеу/скачать 297,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|