Постоянный ток. Рабочая тетрадь. Булгаков Н.А - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где P
i
= I
2
r – выделяющееся внутри источника тепло, т.е. бесполезно теряемая мощность.
Из соотношения (6) видно, что зависимость полезной мощности от тока [P
п
= f (I)] является параболической. Диффе-
ренцируя выражение (5) по R и приравнивая производную нулю, можно показать, что P
п
будет
максимальной при R = r. Из (6) следует, что P
п
= 0, когда ток в цепи равен нулю, т.е. когда цепь разомкнута (R >> r), или при
коротком замыкании, когда величина тока в цепи равна
r
I
Е
=
з.к.
(R = 0).
4. Коэффициент полезного действия источника равен
ЕЕ
Е
Е
r
I
I
rIIU
P
P
−=
−
===η 1
)(
2
п
. (7)
Из (7) вытекает, что КПД источника может мало отличаться от единицы при малых внешних токах и будет уменьшаться
по линейному закону, обращаясь в нуль при коротком замыкании, т.е. при
r
I
Е
=
з.к.
.
Качественный характер зависимостей Р, Р
п
и η от силы тока I показан на рис. 1. Цифры на оси ординат даны для КПД
(2).
Видно, что условия получения наибольшей полезной мощности и максимального КПД несовместимы. Когда Р
п
дости-
гает наибольшего значения и
сила тока максимальна (I
m
= Е/2r), КПД η = 1/2 или 50 %. Когда же КПД близок к 1, полезная
мощность мала по сравнению с максимальной мощностью, которую мог бы развить источник тока.
Рис. 1 Рис. 2
В работе используется установка, электрическая схема которой представлена на рис. 2, где V – вольтметр с большим
внутренним сопротивлением; R – реостат, значения сопротивления которого при разных положениях движка замеряются с
помощью мостика Уитстона (М.У.); А – амперметр; K
1
и K
2
– ключи.
II. Экспериментальная часть
1. Проверьте правильность сборки установки согласно схеме на рис. 2. Выставьте на амперметре и вольтметре необ-
ходимые пределы измеряемых величин и определите цену деления каждого. Запишите в расчётной части класс точности при-
боров.
2. Подключите установку к розетке "+12 В–", укреплённой на лабораторном столе. Ключ K
2
поставьте в положение 2, ключ
K
1
замкните и замерьте вольтметром напряжение на клеммах источника (U
0
). В дальнейших расчётах величину U
0
принимать за
значение ЭДС источника, т.е. U
0
= Е.
3. Установите максимально возможное значение внешнего сопротивления R, передвинув движок реостата в крайнее от
себя положение. Оставьте ключ K
2
в положении 2 и с помощью мостика Уитстона измерьте это сопротивление. Для этого уста-
новите делитель мостика на цифру 1, нажмите на кнопку питания моста и, вращая ручку кругового реохорда, подведите стрел-
ку нуль-гальванометра точно к нулю. Против стрелки вблизи кругового реохорда возьмите отсчёт величины сопротивления.
Затем ключ K
2
переведите в положение 1 и снимите показания амперметра и вольтметра при данном значении R. Полученные
результаты занесите в таблицу.
4. Уменьшая величину внешнего сопротивления R и повторяя операции п. 3, замерьте ток и напряжение для каждого из зна-
чений сопротивления. Измерения проведите для 10 – 12 значений R. Результаты внесите в таблицу.
r
I
m
2
Е
=
r
I
Е
=
з.к.
IP Е=
)(If=η
)(
п
IfP =
1,0
0,5
0
I
Р
, Р
п
, η
V
A
R
r
e
K
1
K
2
1
М.У.
2

Страницы