Как изменяется коэффициент полезного действия источника тока при увеличении длины

Лабораторная
работа N1

Контрольные
вопросы и задания

1 Дайте
определение понятию «электрическая
цепь»

Электрическая
цепь представляет собой совокупность
объек- тов и устройств, образующих путь
для электрического тока. В со- став цепи
могут входить источники электрической
энергии, по- требители, соединительные
провода, аппараты управления, за- щиты,
сигнализации, электроизмерительные
приборы и т. д.

2 Почему
амперметр должен иметь малое внутреннее
сопро- тивление, а вольтметр – большое?

Амперметры
включаются в цепь последовательно и
пропускают через себя полный рабочий
ток. Вольтметры параллельно и должны
отбирать как можно меньше ток, что бы
не создавать падение напряжения.

Лабораторная
работа N2

Контрольные
вопросы и задания

1 Как
изменяется сила тока при увеличении
сопротивления?

Сила
тока обратно пропорциональна сопротивлению,
поэтому уменьшается.

2 Как
изменяются значения напряжения, мощности
и КПД при увеличении силы тока?

напряжение
зависит от мощности источника. в идеале
– никак. w=ui т. е. мощность пропорциональна
току. КПД активной нагрузки всегда 100%

Условие
получения наибольшей полезной мощности
(мощности в нагрузке)

Наибольшую
полезную мощность( мощность на нагрузке)
электрический ток  развивает в том
случае, если сопротивление нагрузки
равно сопротивлению источника тока.

Эта
наибольшая мощность равна половине
всей мощности (50%) развиваемой источником
тока во всей цепи.

Половина
мощности развивается на нагрузке и
половина развивается на внутреннем
сопротивлении источника тока.

Если
будем уменьшать сопротивление нагрузки,
то мощность развиваемая на нагрузке
будет уменьшаться а мощность развиваемая
на внутреннем сопротивлении источника
тока будет увеличиваться.

Если
сопротивление нагрузки равно нулю то
ток в цепи будет максимальным, это режим
короткого замыкания (КЗ).
Почти вся мощность будет развивается
на внутреннем сопротивлении источника
тока. Этот режим опасен для источника
тока а также для всей цепи.

Если
сопротивление нагрузки будем увеличивать,
то ток в цепи будет уменьшатся, мощность
на нагрузке также будет уменьшатся. При
очень большом сопротивлении нагрузки
тока в цепи вообще не будет. Это
сопротивление называется бесконечно
большим. Если цепь разомкнута то ее
сопротивление бесконечно большое. Такой
режим называетсярежимом
холостого хода.

  Таким
образом, в режимах, близких к короткому
замыканию и к холостому ходу, полезная
мощность мала в первом случае за счет
малой величины напряжения, а во втором
за счет малой величины тока.

Условие
получения наибольшего к. п. д коэффициента
полезного действия

Коэффициент
полезного действия (к. п. д.) равен 100% при
холостом ходе ( в этом случае полезная
мощность не выделяется, но в то же время
и не затрачивается мощность источника).

По
мере увеличения тока нагрузки  к. п.
д. уменьшается по прямолинейному закону.

В
режиме короткого замыкания к. п. д. равен
нулю ( полезной мощности нет, а мощность
развиваемая источником, полностью
расходуется внутри него).

Подводя
итоги вышеизложенному, можно сделать
выводы.

Условие
получения максимальной полезной
мощности( R=R0)
и условие получения максимального к.
п. д. (R=∞) не совпадают. Более того, при
получении от источника максимальной
полезной мощности ( режим согласованной
нагрузки) к. п. д.составляет 50%, т.е.
половина развиваемой  источником
мощности бесполезно затрачивается
внутри него.

В
мощных электрических установках режим
согласованной нагрузки является
неприемлемым, так как при этом происходит
бесполезная затрата больших мощностей.
Поэтому для электрических станций и
подстанций режимы работы генераторов,
трансформаторов, выпрямителей
рассчитываются так, чтобы обеспечивался
высокий к. п. д. ( 90% и более).

Иначе
обстоит дело в технике слабых токов.
Возьмем, например, телефонный аппарат.
При разговоре перед микрофоном в схеме
аппарата создается электрический сигнал
мощностью около 2 мвт. Очевидно, что для
получения наибольшей дальности связи
необходимо передать в линию как можно
большую мощность, а для этого требуется
выполнить режим согласованного включения
нагрузки. Имеет ли в данном случае
существенное значение к. п. д.? Конечно
нет, так как  потери энергии исчисляются
долями или единицами милливатт.

Режим
согласованной нагрузки применяется в
радиоаппаратуре. В том случае, когда
согласованный режим при непосредственном
соединении генератора и нагрузки не
обеспечивается, применяют меры
согласования их сопротивлений.

4 Что называют
режимом короткого замыкания?

Коро́ткое
замыка́ние (КЗ) —
электрическое соединение двух
точек электрической
цепи с
различными значениямипотенциала,
не предусмотренное конструкцией
устройства и нарушающее его нормальную
работу. Короткое замыкание может
возникать в результате нарушения
изоляции токоведущих элементов или
механического соприкосновения
неизолированных элементов. Также
коротким замыканием называют состояние,
когда сопротивление нагрузки меньше
внутреннего сопротивления источника
питания.