Головна |
I Теоретична і розрахункова частина
Нехай джерело струму з електрорушійної силою Е і внутрішнім опором r замкнутий на зовнішній опір R. Відповідно до закону Ома для повного кола сила струму в ланцюзі:
(1).
Напруга на навантаженні (що збігається з напругою на затискачах джерела струму) буде менше Е:
(2)
Потужністю будь-якого джерела струму називається то кількість енергії, яке віддає джерело струму в одиницю часу.
Повна потужність, що виділяється в ланцюзі, буде складатися з потужностей, що виділяються в зовнішній і внутрішній частинах ланцюга:
P = J2 R + J2 r = J2 (R + r),
Так як J (R + r) = E, то Р = J · E (4)
Енергія, що віддається в зовнішній ділянку за одну секунду, називається корисною потужністю (Рн - Потужність на навантаженні). Корисна потужність Рн підраховується за формулою:
Рн = J2 R = J · U, (5)
де U - напруга на затискачах джерела при замкнутої зовнішньої
ланцюга з опором R; J - величина струму в ланцюзі.
Для експериментального дослідження залежності корисної потужності і коефіцієнта корисної дії джерела від величини струму збирають ланцюг, що складається з ДЖЕРЕЛА ПОСТІЙНОГО СТРУМУ, Реостата, амперметра і ключів.
До зажимів батареї приєднують вольтметр.
Замикаючи ключ і змінюючи опір, спостерігають показання амперметра і вольтметра. Корисна потужність підраховується за формулою (5).
Результати досвіду представляють у вигляді графіків.
Досліджуємо залежність потужності, що виділяється в ланцюзі, від зовнішнього опору R, на яке замкнутий елемент.
Підставивши в формулу повної потужності (4) значення струму (1) отримаємо, що повна потужність, що виділяється в ланцюзі, буде дорівнює:
(6)
Найбільшого значення вона досягає при струмі короткого замикання (R = 0, ), Коли зовнішній опір відсутній:
(7)
У цьому випадку вся потужність виділяється в самому джерелі і не буде корисною для зовнішньої ланцюга.
При збільшенні опору зовнішнього ланцюга R повна потужність зменшується, прагнучи асимптотично до нуля при необмеженому збільшенні R,
Р > 0 при R > ?.
Потужність, що виділяється в зовнішній частині кола (на навантаженні), дорівнює:
Потужність на навантаженні є тільки частиною повної потужності, решта потужність витрачається в джерелі струму (і підвідних проводах) і не буде корисною для зовнішньої ланцюга.
Аналіз виразу (8) показує, що при струмі короткого замикання, коли R = 0, корисна потужність дорівнює нулю.
IV Оцінка похибок отриманих результатів. | III Обробка результатів спостереження
Вступ | Вимоги до оформлення лабораторних робіт. | схема установки | II Методика виконання роботи | схема установки | II Методика проведення роботи | Схема установки | II Методика проведення роботи | Схема установки. | схема установки |