, где s – площадь рамки, а  магнитный поток. В результате силового воздействия постоянного магнитного поля на рамку с током создается вращающийся момент М

Вид материала

Документы

Содержание Е – ЭДС источника – постоянная величина, независящая от режима работы источника; R 1 – холостой ход, Точка 2 Номинальный режим Согласованный режим

Подобный материал:

• Магнитный момент и энергия магнитного поля, 37.46kb.
• Домашнее задание по физике на 4 сессию Учебник, 55.57kb.
• Задание 1 Цель: оценить значение сердечника для получения магнитного поля катушки, 33.68kb.
• 3. 1 Электромагнитные поля в эмус и их основные уравнения, 644.59kb.
• Стабилизатор магнитного поля для измерителя япр конструктивная схема и модель объекта, 144.77kb.
• Требования по теме «Магнитное поле» Перечень элементов содержания, проверяемых на едином, 12.18kb.
• Лекция n 21, 1748.76kb.
• Изобразить силовые линии магнитного поля проводника с током, 107.16kb.
• Рассмотрим прямую и обратную задачу, 503.03kb.
• Карточка 15. В17. Реактивный синхронный двигатель (рсд), 334.75kb.

, (1)

где Е – ЭДС источника – постоянная величина, независящая от режима работы источника; R_ВН - внутреннее сопротивление источника – так же постоянная величина;

R_ПР – сопротивление приемника (нагрузки).

Перепишем уравнение (1) в следующем виде:

Е = R_ВН ∙I + R_ПР ∙I = U_ВН + U, (2)

где U_ВН = R_ВН ∙I – падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника; а
U = U_ПР = R_ПР ∙I – напряжение на зажимах источника ЭДС равное напряжению на приемнике.

Учитывая выражение (2) найдем напряжение на зажимах источника ЭДС:

U = Е – R_ВН ∙I = Е – U_ВН, (3)


U, [В]
Зависимость между напряжением U и током I, протекающим через источник ЭДС, представленная выражением (3), называется внешней характеристикой источника. Внешняя характеристика источника U(I) полностью определяет свойства этого источника и для большинства реальных источников эта характеристика может быть представлена прямой линией (рис. 12).



1



2
U_Х=E


U_Н





3


U_С=E/2

4 [А]




0 I_Н I_С=I_КЗ/2 I_КЗ I

Рис. 12. Внешняя характеристика источника ЭДС.


Из всех возможных режимов работы источника ЭДС отметим четыре наиболее важные (рис.12):

Точка 1 – холостой ход,

Точка 2 – номинальный режим,

Точка 3 – согласованный режим,

Точка 4 – короткое замыкание.

Проанализируем каждый из перечисленных выше режимов работы источника ЭДС.

Режим холостого хода (т.1) – это режим, при котором сопротивление приемника стремится к бесконечности (R_ПР = ∞) - на практике это соответствует разрыву электрической цепи, следовательно, ток холостого хода равен нулю (I_Х =0). Выражение (3) преобразуется: U_Х = Е – R_ВН∙I_Х, (4)

Поскольку на холостом ходу I_Х =0 следовательно, напряжение U_Х на зажимах источника при пассивной нагрузке будет наибольшим и равным ЭДС Е источника:

U_Х = Е

Из опыта холостого хода можно определить ЭДС Е показаниям вольтметра, подключив его непосредственно к разомкнутым зажимам источника ЭДС.

Номинальный режим (т.2) источника характеризуется тем, что напряжение, ток и мощность его соответствуют тем значениям, на которые он рассчитан заводами-изготовителями. При этом гарантируются наилучшие условия работы источника ЭДС (экономичность, долговечность и др.). Величины, определяющие номинальный режим, обычно указывают в паспорте, каталоге или на щитке, прикрепленном к устройству.

При номинальном режиме: U_Н = Е – R_ВН∙I_Н, (5)

Для достижения номинального режима на практике U_Н должно составлять (0,90,95)E

Согласованный режим (т.3) - это режим, при котором источник отдает в приемник (во внешнюю цепь) максимальную мощность Р_MAX. Для достижения данного режима работы источника необходимо подобрать величину сопротивления приемника R_ПР равным внутреннему сопротивлению источника R_ВН, то есть R_ПР = R_ВН (6)

Действительно, мощность, выделяемая в приемнике равна:

, где , (см. формулу 1)

Следовательно, ;

Проведем анализ последней формулы:

Если R_ПР = 0, то Р_ПР = =0

R_ПР = , то Р_ПР =,

поэтому легко сделать вывод, что Р_ПР имеет экстремум.

Как известно, положение экстремума любой функции можно определить из условия: , в нашем случае , следовательно,



,

,



Таким образом, при согласованном режиме для выделения в приемнике максимальной мощности Р_{ПР МАХ,} необходимо выполнить условие: R_ПР = R_ВН

При согласованном режиме: U_С = Е – R_ВН ∙I_С, (7)

Из формулы (7) определим ток, протекающий в цепи при согласованном режиме:

(8)

Мощность, выделяемая источником равна:

(9)

а мощность, выделяемая в приемнике:

(10)

Коэффициент полезного действия (КПД) источника при данном режиме:

(11)