Напряжение на зажимах источника эдс

Наружняя черта источника ЭДС Наружняя черта отражает зависимость напряжения на зажимах источника от величины нагрузки — тока источника, данного нагрузкой. Напряжение на зажимах источника меньше ЭДС на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника (1):Этому уравнению соответствует наружняя черта источника ЭДС (рис. 1). построенная по двум точкам:1) при I=0 E=U;2) при U=0 E=R0I .Разумеется, что напряжение на зажимах источника ЭДС тем больше, чем меньше его внутреннее сопротивление. В безупречном источнике ЭДС R0=0, U=E (напряжение не находится в зависимости от величины нагрузки). Но не всегда при анализе и расчете цепи источник электроэнергии комфортно представлять в качестве источника ЭДС. Если внутреннее сопротивление источника существенно превосходит наружное сопротивление цепи, что, к примеру, имеет место в электронике, то получим, что ток в цепи I=U/(R+R0) и при R0>>R фактически не находится в зависимости от сопротивления нагрузки. В данном случае источник энергии представляют в качестве источника тока.
Рис.1.Разделим уравнение (1) на R0 (2):Уравнению (2) соответствует схема замещения, приведенная на рис. 2. Тут Iв=U/R0 и Ik=E/R0, I= Ik — Iв тогда (3) Для безупречного источника тока Rс = ∞. Вольтамперные свойства реального и безупречного источников тока показаны на рис. 3.
Рис. 2
Рис. 3Когда нет точного разграничения величин R и R0 , в качестве расчетного эквивалента источника энергии можно применять или источник ЭДС, или источник тока. В последнем, случае для определения падения напряжения применяют выражение (3).Режимы работы источникаИсточник может работать в следующих режимах:1. Номинальный режим — это режим работы, на который рассчитан источник заводом-изготовителем. Для данного режима в паспорте источника указывают номинальные ток Iном и номинальное напряжение Uном либо мощность Pном.2. Режим холостого хода. В этом режиме наружняя цепь отключена от источника, ток источника I = 0 и, поэтому, напряжение на зажимах источника — напряжение холостого хода Uхх = Е — см. уравнение (1).3. Режим недлинного замыкания. Сопротивление наружной по отношению к источнику цепи равно нулю. Ток источника ограничивается только его внутренним сопротивлением. Из уравнения (1) при U=0 получаем I = Iкз = U / R0. Для уменьшения утрат энергии в источнике ЭДС R0 должно быть может быть наименьшим, а в безупречном источнике R0 = 0. С учетом этого Iкз >> Iном и является недопустимым для источника.4. Согласованный режим — это режим, при котором от источника к потребителю передается наибольшая мощность. Найти эту мощность можно через характеристики источника. Так, мощность, переданная в нагрузку, Р = I2R. P = Pmax при R = R0. Тогда наибольшая мощность, переданная потребителю, Pmax=E2/4R0. КПД источника в согласованном режиме не превосходит 50 %. что исключает его использование в промышленной электротехнике. Согласованный режим применяется в слаботочных цепях электронных устройств.

Новые вопросы в Физика

Визначити середню кінетичну енергію молекул газу при температурі 27С

На рисунку подано графік процесу, що відбувся з ідеальним газом, у координатах р, Т. Побудуйте графіки цього процесу в координатах: а) р, V;B б) V, Т.

На якій відстані треба розташувати в повітрі заряди 5 та 6 нКл, щоб вони відштовхнулися з силою 120 мкН?

Физика, 11 класс, 20 баллов за решение!

Разгляди схему! Сделай нужные вычисления и заполни таблицу! В случае необходимости ответ округли до 10-х!​

Срочно пж, буду вдячний.​
На яку напругу розрахований конденсатор, якщо його енергія становить 20мДж, а електроємність 1 мкФ?
Як змінюється активність радіоактивного продукту з часом?

Яку боту здійснює двигун автомобіля масою 1300 кг, если він зрушує з місця, за перші 75 км , якщо цей шлях автомобіль перейти за 10с, а коефіцієнт … опору руху становить 0,05 СРОЧНО

СРОЧНО! в цилиндрический сосуд налиты ртуть, вода и керосин. вычисли общее давление, которое оказывают воды на дно сосуда, если объемы всех жидкос … тей равны, верхний уровень керосина находится на высоте 137 мм от дна сосуда. (g ≈ 10H/кг)

Трансформаторные подстанции высокого свойства

1. Отыскать ток ветки (набросок 3), если: U=10 В, Е=20 В, R=5 Ом.

Решение:

Так как все схемы рисунка 3 представляют собой активные ветки, то для определения токов в них используем закон Ома обобщенный закон Ома. Разглядим набросок 3 а: направление ЭДС совпадает с произвольно избранным условно положительным направлением тока, поэтому, в формуле обобщенного закона Ома величина ЭДС учитывается со знаком «плюс». Направление напряжения не совпадает с направлением тока, и в формуле обобщенного закона Ома величина напряжения учитывается со знаком «минус»;

Аналогично определяются токи в схемах б, в, г рисунка 3:

2. Отыскать напряжение между зажимами нетвей (набросок 4).

Решение:

Участок цепи, изображенный на рисунке 4 а содержит источник ЭДС, т.е. является активным, потому воспользуемся обобщенным законом Ома:

откуда выразим напряжение на зажимах:

Аналогично определяются напряжения на зажимах участков, изображенных на рисунках 4 б и 4 в.

3. Найти неведомые потенциалы точек участка цени (набросок 5).

Решение:
Для схемы рисунка 5 а запишем обобщенный закон Ома:

откуда выразим напряжение на зажимах ветки:

Если представить напряжение как разность потенциалов:

тогда при узнаваемых параметрах цепи, токе и потенциале определим потенциал :

Эту же задачку можно решить другим методом. Напряжение на зажимах источника ЭДС , без учета внутреннего сопротивления источника, по величине равно и ориентировано от точки с огромным потенциалом (точка С) к точке с наименьшим потенциалом (точка b ):

тогда и, зная потенциал , определим потенциал точки С:

Потенциал точки d больше потенциала точки С на величину падения напряжения на сопротивлении R:

Потенциал точки а определяем с учетом направления напряжения на зажимах источника ЭДС . Напряжение ориентировано от точки с огромным потенциалом (точка d) к точке с наименьшим потенциалом (точка а):

откуда следует, что

Разглядим решение задачи для схемы рисунка 5 б. При известном потенциале точки С, параметрах частей и токе, определим потенциалы последних точек участка цепи . Напряжение на участке b — с, выраженное через разность потенциалов, определим по закону Ома:

Напряжение на участке с — а, равное по величине Е, ориентировано от точки с огромным потенциалом к точке с наименьшим потенциалом:

4. В цепи (набросок 6) известны величины сопротивлений резистивных частей: , входное напряжение U =100 В и мощность, выделяемая на резистивном элементе с сопротивлением . Найти величину сопротивления резистора .

Решение:
Согласно закону Джоуля-Ленца, мощность на резистивном элементе определяется:

либо, согласно закону Ома:

По известному значению мощности на резистивном элементе и величине сопротивления этого элемента определим ток в ветки:

По закону Ома напряжение на зажимах обусловится:

тогда величина сопротивления резистивного элемента:

5. Найти показания вольтметров цепи (набросок 7), если .

Решение:
Ток в цепи определим по закону Ома:

Вольтметр указывает напряжение на источнике ЭДС Е:

Вольтметры демонстрируют величину падения напряжения на резистивных элементах :

Вольтметр , указывает напряжение на участке 2 — 1 , которое определим как алгебраическую сумма напряжений :

6. Ток симметричной цепи (набросок , внутреннее сопротивлении источника ЭДС . Найти ЭДС Е и мощность источника энергии.

Решение:
Напряжение на зажимах 1 — 2 определим по закону Ома для пассивной ветки:

Величину ЭДС источника энергии определим из выражения закона Ома для активной ветки:

Способ эквивалентных сопротивлений

Способ эквивалентных сопротивлений (способ «свертывания») используют для расчета цепей с одним источником.

Порядок выполнения расчета

• 1. Определяют эквивалентное сопротивление цепи Яэкв («сворачивают» цепь).
• 2. Определяют токи в ветвях и напряжения на отдельных участках цепи («разворачивают» цепь).
• 3. Инспектируют корректность решения, составляя уравнение баланса мощностей.

Разглядим порядок расчета на определенном примере.

Высчитать электрическую цепь (рис. 3.24) способом эквивалентных сопротивлений. Характеристики цепи:

1. Определим эквивалентное сопротивление Яэкв («свернем» цепь).

2. Определим токи в ветвях и напряжения на отдельных участках цепи («развернем» цепь).

3. Проверим корректность решения, составив уравнение баланса мощностей

Контрольные вопросы и задания

• 1. Назовите порядок выполнения расчета цепей неизменного тока способом эквивалентных сопротивлений.
• 2. Как найти падение напряжения на участке электрической

• 3. Какими методами можно найти токи в параллельных ветвях?
• 4. Данную цепь (рис. 3.25) высчитайте способом эквивалентных сопротивлений, если каждый резистор имеет сопротивление 5 Ом, а напряжение питающей сети 100 В.

5. Помещение торгового зала освещается 20 лампами накаливания мощностью по 100 Вт. Напряжение на лампах 220 В. Щит освещения находится на расстоянии 80 м, медные провода выполнены сечением 2,5 мм 2 . Начертите схему. Обусловьте ток одной лампы, ток в полосы и напряжение на щите освещения.

Работа источников в разных режимах

Разглядим неразветвленную электрическую цепь (рис. 3.26), содержащую потребитель с сопротивлением R и два источника с внутренними сопротивлениями Rq и R02, ЭДС которых Ei и Е2 ориентированы встречно.

Определим ток в данной цепи по второму закону Кирхгофа:

Непременно, электрический ток в этой цепи появляется только при условии: Е ф Е2, так как из (3.2) разумеется, что если Е = Е2, то ток в цепи /= 0.