Kaynağın toplam ve faydalı gücü. Tam güç. Yararlı güç ve verimlilik arasındaki ilişki

TAM DEVRE İÇİN OHM YASASI:

I devredeki mevcut güçtür; E, devreye bağlı akım kaynağının elektromotor kuvvetidir; R - harici devre direnci; r, mevcut kaynağın iç direncidir.

DIŞ DEVREDE VERİLEN GÜÇ

. (2)

Formül (2)'den kısa devre durumunda ( R®0) ve R® bu güç sıfırdır. Diğer tüm nihai değerler için R güç R 1 > 0. Bu nedenle fonksiyon R 1'in maksimum değeri vardır. Anlam R Maksimum güce karşılık gelen 0, P 1'in R'ye göre türevi alınarak ve birinci türevi sıfıra eşitleyerek elde edilebilir:

. (3)

R ve r'nin her zaman pozitif olduğu ve E? 0, basit cebirsel dönüşümlerden sonra şunu elde ederiz:

Buradan, Dış devrede salınan güç, dış devrenin direnci akım kaynağının iç direncine eşit olduğunda en büyük değerine ulaşır.

Bu durumda devredeki akım gücü (5)

kısa devre akımının yarısına eşittir. Bu durumda harici devrede salınan güç maksimum değerine eşit olur.

Kaynak bir dış dirence kapatıldığında kaynağın içinden akım akar ve aynı zamanda kaynağın iç direncinden belli miktarda ısı açığa çıkar. Bu ısıyı serbest bırakmak için harcanan güç eşittir

Sonuç olarak, tüm devrede salınan toplam güç aşağıdaki formülle belirlenir:

= ben 2(R+r) = I.E. (8)

YETERLİK

YETERLİK mevcut kaynak eşittir . (9)

Formül (8)'den şu sonuç çıkıyor:

onlar. R 1 parabolik yasaya göre devredeki akımın değişmesiyle değişir ve I = 0 ve 'de sıfır değer alır. İlk değer açık devreye (R>> r), ikincisi ise kısa devreye (R) karşılık gelir.<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

Böylece verimlilik açık devre durumunda en yüksek değeri h =1'e ulaşır (I = 0) ve ardından doğrusal yasaya göre azalarak kısa devre durumunda sıfır olur.

Güçlerin bağımlılığı P 1, P tam = EI ve verimlilik. devredeki akım kaynağı ve akım gücü Şekil 1'de gösterilmektedir.

Şekil 1. BEN 0 E/r

Grafiklerden hem faydalı güç hem de verim elde etmek gerektiği açıkça görülmektedir. imkansız. P 1 devresinin dış kısmında salınan güç en büyük değerine, verimliliğe ulaştığında. şu anda %50'dir.

ÖLÇÜM YÖNTEMİ VE PROSEDÜRÜ


Şekilde gösterilen devreyi ekranda kurunuz. 2. Bunu yapmak için önce emf düğmesinin üzerindeki sol fare düğmesine tıklayın. ekranın alt kısmında. Fare işaretçisini ekranın noktaların bulunduğu çalışma kısmına taşıyın. Emf kaynağının bulunacağı ekranın çalışma kısmında farenin sol tuşuna tıklayın.

Daha sonra, iç direncini temsil eden (önce ekranın altındaki düğmeye basarak) ve bir ampermetreyi (düğme aynı yerdedir) temsil eden kaynağa seri olarak bir direnç yerleştirin. Daha sonra yük dirençlerini ve voltmetreyi aynı şekilde düzenleyerek yük üzerindeki voltajı ölçün.

Bağlantı kablolarını bağlayın. Bunu yapmak için ekranın altındaki tel düğmesine tıklayın ve ardından fare işaretçisini devrenin çalışma alanına getirin. Ekranın çalışma alanında bağlantı kablolarının bulunması gereken alanlara farenin sol tuşuyla tıklayın.

4. Her eleman için parametre değerlerini ayarlayın. Bunu yapmak için ok düğmesine sol tıklayın. Daha sonra bu öğeye tıklayın. Fare işaretçisini görünen regülatörün kaydırıcısına getirin, sol fare düğmesine tıklayın ve basılı tutarak parametre değerini değiştirin ve seçeneğiniz için Tablo 1'de gösterilen sayısal değeri ayarlayın.

Tablo 1. Elektrik devresinin başlangıç ​​parametreleri

seçenek

5. Harici devre direncini 2 Ohm'a ayarlayın, “Sayma” düğmesine basın ve elektrikli ölçüm cihazlarının okumalarını Tablo 2'nin ilgili satırlarına yazın.

6. Harici devrenin direncini sürekli olarak 0,5 Ohm artırarak 2 Ohm'dan 20 Ohm'a çıkarmak için regülatör kaydırıcısını kullanın ve "Sayma" düğmesine basarak elektrikli ölçüm cihazlarının okumalarını Tablo 2'ye kaydedin.

7. (2), (7), (8), (9) P 1, P 2, P toplam ve P formüllerini kullanarak hesaplayın H her bir voltmetre ve ampermetre okuması çifti için hesaplanan değerleri Tablo 2'ye yazın.

8. Bir grafik kağıdı üzerinde P 1 = f (R), P 2 = f (R), P toplam = f (R), h = f (R) ve U = f (R) bağımlılığının grafiklerini oluşturun. .

9. Ölçüm hatalarını hesaplayın ve deney sonuçlarına göre sonuçlar çıkarın.

Tablo 2. Ölçüm ve hesaplama sonuçları

P dolu, VT

Öz kontrol için sorular ve görevler

  1. Joule-Lenz yasasını integral ve diferansiyel formlarda yazın.
  2. Kısa devre akımı nedir?
  3. Brüt güç nedir?
  4. Verimlilik nasıl hesaplanır? akım kaynağı?
  5. Devrenin dış ve iç dirençleri eşit olduğunda en büyük faydalı gücün açığa çıktığını kanıtlayın.
  6. Belirli bir kaynak için devrenin iç kısmında salınan gücün sabit olduğu doğru mu?
  7. El feneri pilinin terminallerine 3,5 V gösteren bir voltmetre bağlandı.
  8. Daha sonra voltmetrenin bağlantısı kesildi ve yerine P = 30 W, U = 3,5 V yazılı olan bir lamba takıldı. Lamba yanmadı.
  9. Olayı açıklayın.
  10. Pil dönüşümlü olarak R1 ve R2 dirençlerine kısa devre yaptığında, içlerinde aynı anda eşit miktarda ısı açığa çıkar. Pilin iç direncini belirleyin.

Bir akım kaynağı ve bir dirençten oluşan kapalı, dallanmamış bir devre düşünün.

Enerjinin korunumu yasasını tüm devreye uygulayalım:

.

Çünkü ve kapalı devre için 1 ve 2 noktaları çakışır, Kapalı bir devrede elektriksel kuvvetlerin gücü sıfırdır. Bu, daha önce bahsedilen doğru akım elektrik alanının potansiyeli hakkındaki ifadeye eşdeğerdir.

Yani, içinde Kapalı bir devrede, dış kuvvetlerin çalışması nedeniyle tüm ısı açığa çıkar:, veya , ve şimdi kapalı devre için tekrar Ohm yasasına geliyoruz: .

Tam güç devreye dış kuvvetlerin gücü denir, aynı zamanda toplam termal güce de eşittir:

Kullanışlı harici devrede açığa çıkan termal gücü çağırın (bu özel durumda yararlı veya zararlı olup olmadığına bakılmaksızın):

(3).

Bir devrede elektriksel kuvvetlerin rolü. Harici devrede, yükte R Elektrik kuvvetleri pozitif iş yapar ve bir akım kaynağı içinde bir yükü hareket ettirirken aynı büyüklükte negatif iş yaparlar. Dış devrede elektrik alanının çalışması nedeniyle ısı açığa çıkar. Dış devrede verilen iş, akım kaynağının içindeki elektrik alanı tarafından “geri döndürülür”. Sonuç olarak, devredeki tüm ısı, dış kuvvetlerin çalışmasıyla "ödenir": akım kaynağı, içinde depolanan kimyasal (veya başka bir) enerjiyi yavaş yavaş kaybeder. Elektrik alanı, harici devreye enerji ileten bir “kurye” rolünü oynar.

Toplam, faydalı güç ve verimliliğin yük direncine bağımlılığı R .

Bu bağımlılıklar (1 – 2) formüllerinden ve zincirin tamamı için Ohm yasasından elde edilir:

. (4)

. (5)

Bu bağımlılıkların grafiklerini şekilde görebilirsiniz.

Toplam güç arttıkça monoton olarak azalır, çünkü devredeki akım azalır. Maksimum görünür güç tarihinde yayınlanır, yani. en kısa devre. Mevcut kaynak birim zaman başına maksimum işi yapar, ancak tamamı kaynağın kendisini ısıtmaya gider. Maksimum görünen güç

.

Yararlı gücün maksimumu vardır (bunu (5) fonksiyonunun türevini alıp sıfıra eşitleyerek doğrulayabilirsiniz). İfadeyi (5) değiştirerek maksimum faydalı gücü buluruz:

.

Elektrikli cihazları elektrik şebekesine bağlarken genellikle yalnızca elektrikli cihazın gücü ve verimliliği önemlidir. Ancak bir akım kaynağını kapalı devrede kullanırken ürettiği faydalı güç önemlidir. Kaynak bir jeneratör, akümülatör, batarya veya güneş enerjisi santralinin elemanları olabilir. Bu hesaplamalar için temel bir öneme sahip değildir.

Güç kaynağı parametreleri

Elektrikli cihazları güç kaynağına bağlarken ve kapalı bir devre oluştururken, yük tarafından tüketilen P enerjisine ek olarak aşağıdaki parametreler dikkate alınır:

  • Soymak. (akım kaynağının toplam gücü) devrenin tüm bölümlerinde serbest bırakılır;
  • EMF, pilin ürettiği voltajdır;
  • Geçerli kaynak hariç ağın tüm bölümleri tarafından tüketilen P (net güç);
  • Pilin veya jeneratörün içinde harcanan Po (güç kaybı);
  • pilin iç direnci;
  • Güç kaynağının verimliliği.

Dikkat! Kaynağın verimliliği ile yükün verimliliği karıştırılmamalıdır. Elektrikli bir cihazdaki pil katsayısı yüksekse, kablolardaki veya cihazın kendisindeki kayıplardan dolayı düşük olabilir veya bunun tersi de geçerlidir.

Bu konuda daha fazla bilgi.

Toplam devre enerjisi

Elektrik akımı bir devreden geçtiğinde ısı üretilir veya başka bir iş yapılır. Bir pil veya jeneratör bir istisna değildir. Teller dahil tüm elemanlarda açığa çıkan enerjiye toplam denir. Rob.=Ro.+Rpol. formülü kullanılarak hesaplanır; burada:

  • Soymak. - tam güç;
  • Ro. – dahili kayıplar;
  • Rpol. – faydalı güç.

Dikkat! Görünür güç kavramı sadece tam devre hesaplamalarında değil aynı zamanda aktif enerjinin yanı sıra reaktif enerjiyi de tüketen elektrik motorları ve diğer cihazların hesaplamalarında da kullanılır.

EMF veya elektromotor kuvvet, bir kaynak tarafından üretilen voltajdır. Yalnızca X.X modunda ölçülebilir. (boşta hareket). Bir yük bağlandığında ve akım göründüğünde Uo, EMF değerinden çıkarılır. – güç kaynağı cihazının içindeki voltaj kaybı.

Net güç

Güç kaynağı dışında tüm devrede açığa çıkan enerji faydalıdır. Aşağıdaki formülle hesaplanır:

  1. “U” – terminallerdeki voltaj,
  2. “I” – devredeki akım.

Yük direncinin akım kaynağının direncine eşit olduğu durumda maksimumdur ve tam değerin %50'sine eşittir.

Yük direnci azaldıkça devredeki akım iç kayıplarla birlikte artar ve gerilim düşmeye devam eder, sıfıra ulaştığında akım maksimum olur ve sadece Ro ile sınırlanır. Bu K.Z modudur. - kısa devre. Bu durumda kayıp enerjisi toplamına eşittir.

Yük direnci arttıkça akım ve iç kayıplar düşer ve gerilim artar. Sonsuz büyük bir değere (ağ kopması) ve I=0'a ulaşıldığında, voltaj EMF'ye eşit olacaktır. Bu X..X modudur. - boşta hareket.

Güç kaynağındaki kayıplar

Piller, jeneratörler ve diğer cihazların iç direnci vardır. Akım içlerinden aktığında, kayıp enerji açığa çıkar. Aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

burada “Uо”, cihazın içindeki voltaj düşüşü veya EMF ile çıkış voltajı arasındaki farktır.

Dahili güç kaynağı direnci

Kayıpları hesaplamak için Ro. cihazın iç direncini bilmeniz gerekir. Bu, jeneratör sargılarının, aküdeki elektrolitin veya başka sebeplerin direncidir. Multimetre ile ölçmek her zaman mümkün değildir. Dolaylı yöntemler kullanmalıyız:

  • cihaz boş modda açıldığında E (EMF) ölçülür;
  • yük bağlandığında Uout belirlenir. (çıkış voltajı) ve akım I;
  • Cihazın içindeki voltaj düşüşü hesaplanır:
  • iç direnç hesaplanır:

Yararlı enerji P ve verimlilik

Belirli görevlere bağlı olarak maksimum faydalı güç P veya maksimum verimlilik gereklidir. Bunun koşulları eşleşmiyor:

  • P, verimlilik = %50 ile R=Ro'da maksimumdur;
  • H.H. modunda verimlilik %100'dür ve P = 0'dır.

Güç kaynağı cihazının çıkışında maksimum enerji elde edilmesi

Maksimum P, R (yük) ve Ro (elektrik kaynağı) dirençlerinin eşit olması koşuluyla elde edilir. Bu durumda verimlilik = %50. Bu “eşleştirilmiş yük” modudur.

Bunun dışında iki seçenek mümkündür:

  • Direnç R düşer, devredeki akım artar ve cihaz içindeki Uo ve Po gerilim kayıpları artar. Kısa devre modunda (kısa devre) yük direnci “0”dır, I ve Po maksimumdur ve verimlilik de %0'dır. Bu mod aküler ve jeneratörler için tehlikeli olduğundan kullanılmaz. Bunun istisnası, motoru çalıştırırken ve marş motorunu çalıştırırken "kısa devreye" yakın bir modda çalışan, pratik olarak kullanım dışı olan kaynak jeneratörleri ve araç aküleridir;
  • Yük direnci iç dirençten daha büyüktür. Bu durumda yük akımı ve güç P düşer ve sonsuz büyük dirençle birlikte bunlar “0”a eşittir. Bu X.H. modudur. (boşta hareket). Yakın C.H. modunda dahili kayıplar çok küçüktür ve verimlilik %100'e yakındır.

Sonuç olarak, iç ve dış dirençler eşit olduğunda "P" maksimumdur ve diğer durumlarda kısa devre sırasında yüksek iç kayıplar ve soğuk modda düşük akım nedeniyle minimumdur.

Elektronikte düşük akımlarda %50 verimlilikte maksimum net güç modu kullanılır. Örneğin, bir telefon setinde Pout. mikrofon - 2 miliwatt ve verimlilikten ödün verirken onu mümkün olduğunca ağa aktarmak önemlidir.

Maksimum verimliliğe ulaşmak

H.H. modunda maksimum verimlilik elde edilir. Po voltaj kaynağı içinde güç kaybının olmaması nedeniyle. Yük akımı arttıkça kısa devre modunda verim doğrusal olarak azalır. “0”a eşittir. Maksimum verimlilik modu, eşleşen yükün, maksimum faydalı Po'nun ve toplam enerjinin yarısını oluşturan büyük kayıplar nedeniyle %50 verimliliğin uygulanamadığı enerji santrali jeneratörlerinde kullanılır.

Yük verimliliği

Elektrikli cihazların verimliliği aküye bağlı değildir ve hiçbir zaman %100'e ulaşmaz. Bunun istisnası, ısı pompası prensibiyle çalışan klimalar ve buzdolaplarıdır: bir radyatörün soğutulması diğerinin ısıtılmasıyla gerçekleşir. Bu noktayı dikkate almazsanız verim %100'ün üzerinde olacaktır.

Enerji yalnızca faydalı işler yapmak için değil, aynı zamanda ısıtma telleri, sürtünme ve diğer kayıp türlerine de harcanır. Lambalarda, lambanın verimliliğine ek olarak, reflektörün tasarımına, hava ısıtıcılarında - odayı ısıtmanın verimliliğine ve elektrik motorlarında - cos φ'ye dikkat etmelisiniz.

Hesaplamaların yapılabilmesi için güç kaynağı elemanının faydalı gücünün bilinmesi gereklidir. Bu olmadan tüm sistemin maksimum verimliliğini elde etmek imkansızdır.

Video

Tanım

Güç iş yapmak için kullanılan herhangi bir cihazın ana özelliği olarak kullanılan fiziksel bir niceliktir. Net güç görevi tamamlamak için kullanılabilir.

İşin ($\Delta A$) tamamlandığı zaman dilimine ($\Delta t$) oranına bu süre için ortalama güç ($\left\langle P\right\rangle $) denir:

\[\left\langle P\right\rangle =\frac(\Delta A)(\Delta t)\left(1\right).\]

Anlık güç veya daha sık olarak basitçe güç, $\Delta t\ ile 0$ arasındaki ilişkinin (1) sınırıdır:

Dikkate alınarak:

\[\Delta A=\overline(F)\cdot \Delta \overline(r\ )\left(3\right),\]

burada $\Delta \overline(r\ )$ cismin $\overline(F)$ kuvvetinin etkisi altındaki hareketidir, ifade (2)'de şunu elde ederiz:

burada $\ \overline(v)-$ anlık hızdır.

Yeterlik

Gerekli (faydalı) işi, örneğin mekanik işi gerçekleştirirken, daha büyük miktarda iş yapmak gerekir, çünkü gerçekte direnç kuvvetleri vardır ve enerjinin bir kısmı dağılmaya (dağılmaya) tabidir. İşin verimliliği, verimlilik faktörü ($\eta $) kullanılarak belirlenirken:

\[\eta =\frac(P_p)(P)\left(5\right),\]

burada $P_p$ faydalı güçtür; $P$ - tüketilen güç. İfade (5)'ten, yararlı gücün şu şekilde bulunabileceği sonucu çıkar:

Mevcut kaynağın faydalı gücü için formül

Elektrik devresinin $r$ direncine sahip bir akım kaynağı ve bir yükten ($R$ direnci) oluştuğunu varsayalım. Kaynağın gücünü şu şekilde buluyoruz:

burada $?$ mevcut kaynağın EMF'sidir; $I$ - mevcut güç. Bu durumda $P$ devrenin toplam gücüdür.

Devrenin dış kısmındaki voltajı $U$ olarak gösterelim, ardından formül (7) şu şekilde sunulacaktır:

burada $P_p=UI=I^2R=\frac(U^2)(R)(9)$ - faydalı güç; $P_0=I^2r$ - güç kaybı. Bu durumda kaynak verimliliği şu şekilde belirlenir:

\[\eta =\frac(P_p)(P_p+P_0)\left(9\right).\]

Devrenin dış direnci akım kaynağının iç direncine eşitse, maksimum faydalı güç (yükteki güç) elektrik akımı tarafından üretilir. Bu durumda faydalı güç toplam gücün %50'sine eşittir.

Kısa devre sırasında ($R\to 0;;U\to 0$) veya boş modda $(R\to \infty ;;I\to 0$) faydalı güç sıfırdır.

Çözümlü problem örnekleri

örnek 1

Egzersiz yapmak. Elektrik motorunun verimliliği $\eta $ =%42'dir. $U=$110 V geriliminde motordan $I=$10 A akım geçerse faydalı gücü ne olur?

Çözüm. Sorunu çözmek için temel olarak aşağıdaki formülü alıyoruz:

Şu ifadeyi kullanarak toplam gücü buluruz:

İfadenin (1.2) sağ tarafını (1.1)'e koyarsak şunu buluruz:

Gerekli gücü hesaplayalım:

Cevap.$P_p=462$ W

Örnek 2

Egzersiz yapmak. Kısa devre akımı $I_k$'a eşitse, akım kaynağının maksimum faydalı gücü nedir? Bir direnç akım kaynağına $R$ bağlandığında, devre boyunca $I$ kuvvetinde bir akım akar (Şekil 1).

Çözüm. Ohm yasasına göre, akım kaynağına sahip bir devre için elimizde:

burada $\varepsilon$ mevcut kaynağın EMF'sidir; $r$ onun iç direncidir.

Kısa devre durumunda, harici yükün direncinin sıfır olduğunu ($R=0$) varsayarsak kısa devre akımı şuna eşit olur:

Şekil 1'deki devredeki maksimum faydalı güç, aşağıdaki koşullar sağlandığında elektrik akımı verecektir:

O zaman devredeki akım şuna eşittir:

Maksimum faydalı gücü aşağıdaki formülü kullanarak buluyoruz:

Üç bilinmeyenli üç denklemden oluşan bir sistem elde ettik:

\[\left\( \begin(array)(c) I"=\frac(\varepsilon)(2r), \\ I_k=\frac(\varepsilon)(r), \\ P_(p\ max)= (\left(I"\right))^2r \end(array) \left(2,6\right).\right.\]

(2.6) sisteminin birinci ve ikinci denklemlerini kullanarak $I"$'ı buluruz:

\[\frac(I")(I_k)=\frac(\varepsilon)(2r)\cdot \frac(r)(\varepsilon)=\frac(1)(2)\to I"=\frac(1 )(2)I_k\sol(2,7\sağ).\]

Akım kaynağının iç direncini ifade etmek için (2.1) ve (2.2) denklemlerini kullanıyoruz:

\[\varepsilon=I\left(R+r\right);;\ I_kr=\varepsilon \to I\left(R+r\right)=I_kr\to r\left(I_k+I\right)=IR \to r=\frac(IR)(I_k-I)\left(2,8\right).\]

(2.7) ve (2.8)'in sonuçlarını sistemin (2.6) üçüncü formülüne koyalım, gerekli güç şuna eşit olacaktır:

Cevap.$P_(p\ max)=(\left(\frac(1)(2)I_k\right))^2\frac(IR)(I_k-I)$

(12.11)

Kısa devre, harici direncin olduğu bir devre çalışma modudur. R= 0. Aynı anda

(12.12)

Net güç R A = 0.

Tam güç

(12.13)

Bağımlılık grafiği R A (BEN) dalları aşağıya doğru yönlendirilmiş bir paraboldür (Şekil 12.1). Aynı şekil verimliliğin bağımlılığını göstermektedir mevcut güce göre.

Problem çözme örnekleri

Görev 1. Pil oluşur N= 5 eleman seri olarak bağlanmış e= 1,4 V ve dahili direnç R= her biri 0,3 Ohm. Pilin faydalı gücü hangi akımda 8 W'a eşittir? Pilin maksimum kullanılabilir gücü nedir?

Verilen: Çözüm

N = 5 Elemanları seri olarak bağlarken devredeki akım

e= 1,4V
(1)

R A= 8 W Yararlı güç formülünden
hadi ifade edelim

harici rezistans R ve formül (1)'de yerine koyun

BEN - ?
-?

dönüşümlerden sonra ikinci dereceden bir denklem elde ederiz ve bunu çözerek akımların değerini buluruz:


A; BEN 2 = A.

Yani akıntılarda BEN 1 ve BEN 2 faydalı güç aynıdır. Yararlı gücün akıma bağımlılığı grafiğini analiz ederken, ne zaman olduğu açıktır. BEN 1 daha az güç kaybı ve daha yüksek verimlilik.

Net güç maksimumdur R = N R; R = 0,3
Ohm.

Cevap: BEN 1 = 2A; BEN 2 = A; P amax = Salı

Görev 2. Devrenin dış kısmında açığa çıkan faydalı güç, 5 A akımda maksimum 5 W değerine ulaşır. Akım kaynağının iç direncini ve emk'sini bulun.

Verilen: Çözüm

P amax = 5 W Faydalı güç
(1)

BEN= 5 A Ohm kanununa göre
(2)

Net güç maksimumdur R = R, sonra

R - ? e-? formüller (1)
0,2Ohm.

Formül (2) B'den.

Cevap: R= 0,2Ohm; e= 2V.

Görev 3. Enerjiyi iki telli bir hat üzerinden 2,5 km mesafeye iletmek için 110V EMF'ye sahip bir jeneratör gereklidir. Güç tüketimi 10 kW'tır. Ağdaki güç kayıplarının %1'i aşmaması gerekiyorsa, bakır besleme kablolarının minimum kesitini bulun.

Verilen: Çözüm

E = 110V Tel Direnci

ben= 510 3 m burada - bakırın direnci; ben– tellerin uzunluğu;

R A = 10 4W S- bölüm.

 = 1,710 -8 Ohm. m Güç tüketimi P A = BEN e, güç kaybı

R vesaire = 100 W çevrimiçi P vesaire = BEN 2 R vesaire ve üreme ve tüketicilikten beri

S - ? akım aynısı o zaman

Neresi

Sayısal değerleri değiştirerek şunu elde ederiz:

m2.

Cevap: S= 710 -3 m2.

Görev 4. Dış devrede salınan gücün iki dış direnç değeri için aynı olduğu biliniyorsa, jeneratörün iç direncini bulun. R 1 = 5 ohm ve R 2 = 0,2Ohm. Bu durumların her birinde jeneratör verimliliğini bulun.

Verilen: Çözüm

R 1 = R 2 Harici devrede serbest bırakılan güç P A = BEN 2 R. Ohm kanununa göre

R 1 = 5 ohm kapalı devre için
Daha sonra
.

R 2 = 0,2 Ohm Sorun durumunun kullanılması R 1 = R 2, elde ederiz

R -?

Ortaya çıkan eşitliği dönüştürerek kaynağın iç direncini buluruz. R:

Ohm.

Verimlilik faktörü miktardır

,

Nerede R A– harici devrede serbest bırakılan güç; R- tam güç.

Cevap: R= 1Ohm; = 83 %;= 17 %.

Görev 5. pil emk'si e= 16 V, dahili direnç R= 3Ohm. Gücün serbest bırakıldığı biliniyorsa, harici devrenin direncini bulun R A= 16 W. Pilin verimliliğini belirleyin.

Verilen: Çözüm

e= 16 V Devrenin harici kısmında serbest bırakılan güç R A = BEN 2 R.

R = 3 Ohm Kapalı bir devre için Ohm yasasını kullanarak akım gücünü buluruz:

R A= 16 W o zaman
veya

- ? R-? Verilen miktarların sayısal değerlerini bu ikinci dereceden denklemde yerine koyuyoruz ve çözüyoruz R:

Ohm; R 2 = 9 ohm.

Cevap: R 1 = 1ohm; R 2 = 9Ohm;

Görev 6. Ağa iki ampul paralel olarak bağlanır. İlk ampulün direnci 360 Ohm, ikincisinin direnci 240 Ohm'dur. Hangi ampul en fazla gücü emer? Kaç sefer?

Verilen: Çözüm

R 1 = 360 Ohm Ampulde açığa çıkan güç

R 2 = 240 Ohm P = ben 2 R (1)

- ? Paralel bağlantıda ampuller aynı voltaja sahip olacaktır, bu nedenle güçleri Ohm yasasını kullanarak formül (1)'i dönüştürerek karşılaştırmak daha iyidir.
Daha sonra

Ampuller paralel bağlandığında direnci daha düşük olan ampule daha fazla güç aktarılır.

Cevap:

Görev 7. Dirençli iki tüketici R 1 = 2 ohm ve R 2 = 4 Ohm DC ağına ilk kez paralel, ikinci kez seri olarak bağlanır. Hangi durumda ağdan daha fazla güç tüketilir? Durumu düşünün R 1 = R 2 .

Verilen: Çözüm

R 1 = 2 Ohm Şebekeden güç tüketimi

R 2 = 4 ohm
(1)

- ? Nerede R– genel tüketici direnci; sen– şebeke voltajı. Tüketicileri paralel bağlarken toplam dirençleri
ve sıralı olarak R = R 1 + R 2 .

İlk durumda, formül (1)'e göre güç tüketimi
ve ikincisinde
Neresi

Böylece yükler paralel bağlandığında, seri bağlandığında ağdan daha fazla güç tüketilir.

Şu tarihte:

Cevap:

Görev 8.. Kazan ısıtıcısı dört bölümden oluşur, her bölümün direnci R= 1Ohm. Isıtıcı bir pil ile çalıştırılır E = 8 V ve iç direnç R= 1Ohm. Kazan içindeki suyun en kısa sürede ısınması için ısıtıcı elemanlar nasıl bağlanmalıdır? Pilin tükettiği toplam güç ve verimliliği nedir?

Verilen:

R 1 = 1ohm

E = 8V

R= 1Ohm

Çözüm

Kaynak, harici direncin aşılması halinde maksimum faydalı güç sağlar. R iç eşit R.

Bu nedenle suyun en kısa sürede ısınması için bölümlerin açılması gerekmektedir.

ile R = R. Bu koşul, bölümlerin karışık bir bağlantısıyla karşılanır (Şekil 12.2.a, b).

Pil tarafından tüketilen güç R = BEN e. Ohm'un kapalı devre yasasına göre
Daha sonra

Haydi hesaplayalım
32W;

Cevap: R= 32W; = 50 %.

Sorun 9*. Dirençli bir iletkendeki akım R= 12 Ohm'dan eşit olarak azalır BEN 0 = 5 A'dan zamanla sıfıra = 10 sn. Bu süre zarfında iletkende ne kadar ısı açığa çıkar?

Verilen:

R= 12 Ohm

BEN 0 = 5A

Q - ?

Çözüm

İletkendeki akım kuvveti değiştiğinden, ısı miktarını aşağıdaki formülle hesaplamak mümkündür: Q = BEN 2 R T kullanılamaz.

Diferansiyeli alalım dQ = BEN 2 R dt, Daha sonra
Mevcut değişimin tekdüzeliği nedeniyle şunu yazabiliriz: BEN = k T, Nerede k– orantılılık katsayısı.

Orantılılık faktörü değeri kşu koşuldan şunu buluyoruz: = 10 sn akım BEN 0 = 5A, BEN 0 = k, buradan

Sayısal değerleri yerine koyalım:

J.

Cevap: Q= 1000 J.