(12.11)

Një qark i shkurtër është një mënyrë funksionimi në qark në të cilin rezistenca e jashtme R= 0. Në të njëjtën kohë

(12.12)

Fuqia neto R A = 0.

Fuqi e plotë

(12.13)

Grafiku i varësisë R A (I) është një parabolë, degët e së cilës janë të drejtuara poshtë (Fig. 12.1). E njëjta figurë tregon varësinë e efikasitetit  në fuqinë aktuale.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

Detyra 1. Bateria përbëhet nga n= 5 elementë të lidhur në seri me E= 1.4 V dhe rezistenca e brendshme r= 0.3 ohm secila. Në çfarë rryme është fuqia e dobishme e baterisë e barabartë me 8 W? Sa është fuqia maksimale e përdorshme e baterisë?

E dhënë: Zgjidhje

n = 5 Kur lidhni elementë në seri, rryma në qark

E= 1,4 V
(1)

R A= 8 W Nga formula e fuqisë së dobishme
le të shprehemi

e jashtme rezistencës R dhe zëvendësojeni në formulën (1)

I - ?
-?

pas transformimeve marrim një ekuacion kuadratik, duke e zgjidhur të cilin gjejmë vlerën e rrymave:

A; I 2 = A.

Pra, në rryma I 1 dhe I 2 fuqia e dobishme është e njëjtë. Kur analizohet grafiku i varësisë së fuqisë së dobishme nga rryma, është e qartë se kur I 1 humbje më pak energji dhe efikasitet më i lartë.

Fuqia neto është maksimale në R = n r; R = 0,3
Ohm.

Përgjigju: I 1 = 2 A; I 2 = A; P amax = e martë.

Detyra 2. Fuqia e dobishme e lëshuar në pjesën e jashtme të qarkut arrin një vlerë maksimale prej 5 W me një rrymë prej 5 A. Gjeni rezistencën e brendshme dhe emf të burimit aktual.

E dhënë: Zgjidhje

P amax = 5 W Fuqi e dobishme
(1)

I= 5 A sipas ligjit të Ohm-it
(2)

Fuqia neto është maksimale në R = r, pastaj nga

r - ? E- ? formulat (1)
0.2 Ohm.

Nga formula (2) B.

Përgjigje: r= 0,2 Ohm; E= 2 V.

Detyra 3. Një gjenerator me një EMF prej 110 V kërkohet për të transmetuar energjinë në një distancë prej 2.5 km nëpërmjet një linje me dy tela. Konsumi i energjisë është 10 kW. Gjeni seksionin minimal të telave të furnizimit me bakër nëse humbjet e energjisë në rrjet nuk duhet të kalojnë 1%.

E dhënë: Zgjidhje

E = Rezistenca e telit 110 V

l= 510 3 m ku  - rezistenca e bakrit; l- gjatësia e telave;

R A = 10 4 W S– seksioni.

 = 1,710 -8 Ohm. m Konsumi i energjisë P a = I E, fuqia e humbur

R pr = 100 W në internet P pr = I 2 R pr, dhe që në mbarështim dhe konsumator

S - ? aktuale e njëjta gjë, atëherë

ku

Duke zëvendësuar vlerat numerike, marrim

m 2.

Përgjigje: S= 710 -3 m 2.

Detyra 4. Gjeni rezistencën e brendshme të gjeneratorit nëse dihet që fuqia e lëshuar në qarkun e jashtëm është e njëjtë për dy vlera të rezistencës së jashtme R 1 = 5 ohmë dhe R 2 = 0,2 Ohm. Gjeni efikasitetin e gjeneratorit në secilin prej këtyre rasteve.

E dhënë: Zgjidhje

R 1 = R 2 Fuqia e lëshuar në qarkun e jashtëm është P a = I 2 R. Sipas ligjit të Ohmit

R 1 = 5 ohmë për qark të mbyllur
Pastaj
.

R 2 = 0,2 Ohm Duke përdorur kushtin e problemit R 1 = R 2, marrim

r -?

Duke transformuar barazinë që rezulton, gjejmë rezistencën e brendshme të burimit r:

Ohm.

Faktori i efikasitetit është sasia

,

Ku R A– fuqia e lëshuar në qarkun e jashtëm; R- fuqi e plotë.

Përgjigje: r= 1 Ohm; = 83 %;= 17 %.

Detyra 5. EMF e baterisë E= 16 V, rezistenca e brendshme r= 3 Ohm. Gjeni rezistencën e qarkut të jashtëm nëse dihet që lirohet fuqia në të R A= 16 W. Përcaktoni efikasitetin e baterisë.

E dhënë: Zgjidhje

E= 16 V Fuqia e lëshuar në pjesën e jashtme të qarkut R A = I 2 R.

r = 3 Ohm Ne gjejmë forcën aktuale duke përdorur ligjin e Ohm për një qark të mbyllur:

R A= 16 W atëherë
ose

- ? R- ? Ne zëvendësojmë vlerat numerike të sasive të dhëna në këtë ekuacion kuadratik dhe e zgjidhim atë për R:

Ohm; R 2 = 9 ohmë.

Përgjigje: R 1 = 1 ohm; R 2 = 9 Ohm;

Detyra 6. Dy llamba janë të lidhura në rrjet paralelisht. Rezistenca e llambës së parë është 360 Ohms, rezistenca e së dytës është 240 Ohms. Cila llambë thith më shumë energji? Sa herë?

E dhënë: Zgjidhje

R 1 = 360 Ohm Fuqia e lëshuar në llambë është

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

- ? Me një lidhje paralele, llambat do të kenë të njëjtin tension, kështu që është më mirë të krahasoni fuqitë duke transformuar formulën (1) duke përdorur ligjin e Ohmit.
Pastaj

Kur llambat lidhen paralelisht, më shumë energji lëshohet në llambë me rezistencë më të ulët.

Përgjigje:

Detyra 7. Dy konsumatorë me rezistenca R 1 = 2 ohmë dhe R 2 = 4 Ohm lidhen me rrjetin DC herën e parë paralelisht dhe herën e dytë në seri. Në cilin rast konsumohet më shumë energji nga rrjeti? Konsideroni rastin kur R 1 = R 2 .

E dhënë: Zgjidhje

R 1 = 2 Ohm Konsumi i energjisë nga rrjeti

R 2 = 4 ohmë
(1)

- ? Ku R– rezistenca e përgjithshme e konsumatorit; U– tensioni i rrjetit. Kur lidhni konsumatorët paralelisht, rezistenca e tyre totale
dhe me sekuenciale R = R 1 + R 2 .

Në rastin e parë, sipas formulës (1), konsumi i energjisë
dhe në të dytën
ku

Kështu, kur ngarkesat lidhen paralelisht, konsumohet më shumë energji nga rrjeti sesa kur lidhet në seri.

Në

Përgjigje:

Detyra 8.. Ngrohësi i bojlerit përbëhet nga katër seksione, rezistenca e secilit seksion është R= 1 Ohm. Ngrohësja mundësohet nga një bateri me E = 8 V dhe rezistenca e brendshme r= 1 Ohm. Si duhet të lidhen elementët e ngrohësit në mënyrë që uji në bojler të nxehet në kohën më të shkurtër të mundshme? Sa është fuqia totale e konsumuar nga bateria dhe efikasiteti i saj?

E dhënë:

R 1 = 1 ohm

E = 8 V

r= 1 Ohm

Zgjidhje

Burimi siguron fuqi maksimale të dobishme nëse rezistenca e jashtme R e barabartë me të brendshme r.

Prandaj, në mënyrë që uji të nxehet në kohën më të shkurtër të mundshme, seksionet duhet të ndizen kështu

te R = r. Ky kusht plotësohet me një lidhje të përzier të seksioneve (Fig. 12.2.a, b).

Fuqia e konsumuar nga bateria është R = I E. Sipas ligjit të Ohm-it për një qark të mbyllur
Pastaj

Le të llogarisim
32 W;

Përgjigje: R= 32 W;  = 50 %.

Problemi 9*. Rryma në një përcjellës me rezistencë R= 12 Ohm zvogëlohet në mënyrë të njëtrajtshme nga I 0 = 5 A në zero me kalimin e kohës  = 10 s. Sa nxehtësi lirohet në përcjellës gjatë kësaj kohe?

E dhënë:

R= 12 Ohm

I 0 = 5 A

P - ?

Zgjidhje

Meqenëse fuqia aktuale në përcjellës ndryshon, për të llogaritur sasinë e nxehtësisë duke përdorur formulën P = I 2 R t nuk mund të përdoret.

Le të marrim diferencialin dQ = I 2 R dt, Pastaj
Për shkak të uniformitetit të ndryshimit aktual, ne mund të shkruajmë I = k t, Ku k– koeficienti i proporcionalitetit.

Vlera e faktorit të proporcionalitetit k gjejmë nga kushti që kur  = 10 s rrymë I 0 = 5 A, I 0 = k , nga këtu

Le të zëvendësojmë vlerat numerike:

J.

Përgjigje: P= 1000 J.

fuqi e dobishme- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Fjalori anglisht-rusisht i inxhinierisë elektrike dhe inxhinierisë së energjisë, Moskë, 1999] Fuqia e dobishme Fuqia (e një makinerie, pajisjeje, njësie energjie ose pajisje tjetër teknike)… …

Fuqia neto- Kapaciteti i dobishëm – fuqia (makinë, pajisje, njësi e fuqisë ose pajisje tjetër teknike) e dhënë nga pajisja në një formë dhe për një qëllim të caktuar; e barabartë me fuqinë totale minus kostot... ... Fjalor ekonomik dhe matematikor

fuqi e dobishme- Fuqia neto 3.10: Fuqia efektive në kilovat, e marrë në një stol provë në fundin e boshtit të gungës ose e matur me metodën sipas GOST R 41.85. Burimi… Fjalor-libër referues i termave të dokumentacionit normativ dhe teknik

fuqi e dobishme- naudingoji galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Galia, susijusi su tam tikros sistemos, įrenginio, aparato ar įtaiso atliekamu naudingu darbu. atitikmenys: angl. fuqia neto; fuqi e dobishme vok. Abgabeleistung, f;…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

fuqi e dobishme- naudingoji galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. fuqia neto; fuqi e dobishme vok. Abgabeleistung, f; Nutzabgabe, f; Nutzleistung, f rus. fuqi e dobishme, f pranc. puissance utile, f … Fizikos terminų žodynas

Fuqia që mund të merret në boshtin e motorit; njesoj si Fuqia Efektive... Enciklopedia e Madhe Sovjetike

Fuqia neto- – energjia e furnizuar nga një pajisje në një formë specifike dhe për një qëllim të caktuar. ST IEC 50(151) 78 ... Prodhimi komercial i energjisë elektrike. Fjalor-libër referues

fuqia e dobishme e pompës- Fuqia e furnizuar nga pompa në mjedisin e lëngshëm të furnizuar dhe e përcaktuar nga marrëdhënia ku rrjedha e pompës Q, m3/s; Presioni i pompës P, Pa; Rrjedha masive e pompës QM, kg/s; LP punë specifike e dobishme e pompës, J/kg; Fuqia neto e pompës NP, W. [GOST... ... Udhëzues teknik i përkthyesit

fuqia e dobishme (në automjete)- Fuqia neto Fuqia, e shprehur në kilovat, e marrë në një stol provë në fund të boshtit të gungës ose ekuivalentin e tij dhe e matur në përputhje me metodën e matjes së fuqisë të përcaktuar në GOST R 41.24. [GOST R 41.49 2003] ... Udhëzues teknik i përkthyesit

fuqia e dobishme në vat- - [A.S. Goldberg. Fjalori anglisht-rusisht i energjisë. 2006] Temat e energjisë në përgjithësi EN watts jashtë ... Udhëzues teknik i përkthyesit

8.5. Efekti termik i rrymës

8.5.2. Efikasiteti i burimit aktual

Efikasiteti i burimit aktual(efikasiteti) përcaktohet nga thyesa fuqi e dobishme nga fuqia totale e burimit aktual:

ku P e dobishme është fuqia e dobishme e burimit aktual (fuqia e lëshuar në qarkun e jashtëm); P e plotë - fuqia totale e burimit aktual:

P total = P të dobishme + P humbje,

ato. fuqia totale e lëshuar në qarkun e jashtëm (P e dobishme) dhe në burimin aktual (humbjet P).

Efikasiteti i burimit aktual (efikasiteti) përcaktohet nga fraksioni energji e dobishme nga energjia totale e gjeneruar nga burimi aktual:

η = E dobishme E plotë ⋅ 100%,

ku E dobishme është energjia e dobishme e burimit aktual (energjia e çliruar në qarkun e jashtëm); E totali - energjia totale e burimit aktual:

E total = E e dobishme + E humbje,

ato. energjia totale e çliruar në qarkun e jashtëm (E dobishme) dhe në burimin e rrymës (humbjet E).

Energjia e burimit aktual lidhet me fuqinë e burimit aktual me formulat e mëposhtme:

• energjia e çliruar në qarkun e jashtëm (energjia e dobishme) gjatë kohës t lidhet me fuqinë e dobishme të burimit P të dobishme -

E dobishme = P e dobishme t;

• energjia e çliruar në burimin aktual(energjia e humbjes) me kalimin e kohës t lidhet me fuqinë e humbjes së burimit të humbjes P -

E humbje = P humbje t;

• energjia totale e gjeneruar nga burimi aktual gjatë kohës t lidhet me fuqinë totale të burimit P total -

E plot = P plot t.

Efikasiteti i burimit aktual (efikasiteti) mund të përcaktohet:

• pjesa që është rezistenca e qarkut të jashtëm nga rezistenca totale e burimit aktual dhe ngarkesës (qarku i jashtëm) -

η = R R + r ⋅ 100%,

ku R është rezistenca e qarkut (ngarkesës) me të cilin është lidhur burimi aktual; r - rezistenca e brendshme e burimit aktual;

• pjesa që është diferenca potenciale në terminalet e burimit nga forca e tij elektromotore, -

η = U ℰ ⋅ 100%,

ku U është voltazhi në terminalet e burimit aktual; ℰ - EMF i burimit aktual.

Në fuqi maksimale lëshuar në qarkun e jashtëm, efikasiteti i burimit aktual është 50%:

pasi në këtë rast rezistenca e ngarkesës R është e barabartë me rezistencën e brendshme r të burimit aktual:

η * = R R + r ⋅ 100% = r r + r ⋅ 100% = r 2 r ⋅ 100% = 50%.

Shembulli 16. Kur në një qark të caktuar lidhet një burim rrymë me efikasitet 75%, në të lirohet një fuqi e barabartë me 20 W. Gjeni sasinë e nxehtësisë së lëshuar në burimin aktual në 10 minuta.

Zgjidhje . Le të analizojmë gjendjen e problemit.

Fuqia e lëshuar në qarkun e jashtëm është e dobishme:

P e dobishme = 20 W,

ku P e dobishme është fuqia e dobishme e burimit aktual.

Sasia e nxehtësisë së lëshuar në burimin aktual lidhet me humbjen e energjisë:

Q humbje = P humbje t,

ku humbjet P - humbjet e fuqisë; t është koha e funksionimit të burimit aktual.

Efikasiteti i burimit lidhet me fuqinë e dobishme dhe totale:

η = P e dobishme P e plotë ⋅ 100%,

ku P total është fuqia totale e burimit aktual.

Fuqia e dobishme dhe humbjet e fuqisë shtohen në fuqinë totale të burimit aktual:

P total = P të dobishme + P humbje.

Ekuacionet e shkruara formojnë një sistem ekuacionesh:

η = P të dobishme P total ⋅ 100%, Q humbje = P humbje t, P total = P të dobishme + P humbje.

)

Për të gjetur vlerën e dëshiruar - sasinë e nxehtësisë së lëshuar në burimin e humbjeve Q - është e nevojshme të përcaktohet fuqia e humbjeve P humbje. Le të zëvendësojmë ekuacionin e tretë me të parën:

η = P e dobishme P e dobishme + P humbje ⋅ 100%

dhe shprehni humbjet P:

P humbje = 100% − η η P të dobishme.

Le të zëvendësojmë formulën që rezulton në shprehjen për humbjet Q:

Q humbje = 100% − η η P t dobishme.

Le të llogarisim:

Humbjet Q = 100% − 75% 75% ⋅ 20 ⋅ 10 ⋅ 60 = 4,0 ⋅ 10 3 J = 4,0 kJ.

Për kohën e specifikuar në deklaratën e problemit, 4.0 kJ nxehtësi do të lëshohet në burim. Fuqia e zhvilluar nga burimi aktual në të gjithë qarkun quhet.

fuqi të plotë

Përcaktohet nga formula

ku P rev është fuqia totale e zhvilluar nga burimi aktual në të gjithë qarkun, W;

E-uh. d.s. burimi, në;

I është madhësia e rrymës në qark, a. R dhe seksion i brendshëm me rezistencë R0(rezistenca e burimit aktual).

Zëvendësimi i vlerës së e në shprehjen për fuqinë totale. d.s. përmes tensioneve në seksionet e qarkut, marrim

Madhësia UI korrespondon me fuqinë e zhvilluar në seksionin e jashtëm të qarkut (ngarkesa), dhe quhet fuqi e dobishme P kati =UI.

Madhësia U o une korrespondon me fuqinë e shpenzuar kot brenda burimit, quhet humbja e fuqisë P o =U o une.

Kështu, fuqia totale është e barabartë me shumën e fuqisë së dobishme dhe fuqisë së humbjes P ob =P dysheme +P 0.

Raporti i fuqisë së dobishme ndaj fuqisë totale të zhvilluar nga burimi quhet efikasitet, i shkurtuar si efikasitet, dhe shënohet me η.

Nga përkufizimi rrjedh

Në çdo kusht, efikasiteti η ≤ 1.

Nëse e shprehim fuqinë në terma të rrymës dhe rezistencës së seksioneve të qarkut, marrim

Kështu, efikasiteti varet nga marrëdhënia midis rezistencës së brendshme të burimit dhe rezistencës së konsumatorit.

Në mënyrë tipike, efikasiteti elektrik shprehet si përqindje.

Për inxhinierinë elektrike praktike, dy pyetje janë me interes të veçantë:

1. Kushti për marrjen e fuqisë më të madhe të dobishme

2. Kushti për marrjen e efikasitetit më të lartë.

Kushti për marrjen e fuqisë më të madhe të dobishme (fuqia në ngarkesë)

Rryma elektrike zhvillon fuqinë më të madhe të dobishme (fuqinë në ngarkesë) nëse rezistenca e ngarkesës është e barabartë me rezistencën e burimit aktual.

Kjo fuqi maksimale është e barabartë me gjysmën e fuqisë totale (50%) të zhvilluar nga burimi aktual në të gjithë qarkun.

Gjysma e fuqisë zhvillohet në ngarkesë dhe gjysma zhvillohet në rezistencën e brendshme të burimit aktual.

Nëse zvogëlojmë rezistencën e ngarkesës, atëherë fuqia e zhvilluar në ngarkesë do të ulet dhe fuqia e zhvilluar në rezistencën e brendshme të burimit aktual do të rritet.

Nëse rezistenca e ngarkesës është zero, atëherë rryma në qark do të jetë maksimale, kjo është modaliteti i qarkut të shkurtër (qark i shkurtër) . Pothuajse e gjithë fuqia do të zhvillohet në rezistencën e brendshme të burimit aktual. Kjo mënyrë është e rrezikshme për burimin aktual dhe gjithashtu për të gjithë qarkun.

Nëse rrisim rezistencën e ngarkesës, rryma në qark do të ulet, dhe fuqia në ngarkesë gjithashtu do të ulet. Nëse rezistenca e ngarkesës është shumë e lartë, nuk do të ketë fare rrymë në qark. Kjo rezistencë quhet pafundësisht e madhe. Nëse qarku është i hapur, rezistenca e tij është pafundësisht e madhe. Kjo mënyrë quhet modaliteti boshe.

Kështu, në mënyrat afër një qarku të shkurtër dhe pa ngarkesë, fuqia e dobishme është e vogël në rastin e parë për shkak të tensionit të ulët, dhe në të dytën për shkak të rrymës së ulët.

Kushti për marrjen e efikasitetit më të lartë

Faktori i efikasitetit (efikasiteti) është 100% në gjendje boshe (në këtë rast, nuk lëshohet asnjë fuqi e dobishme, por në të njëjtën kohë, fuqia e burimit nuk konsumohet).

Me rritjen e rrymës së ngarkesës, efikasiteti zvogëlohet sipas një ligji linear.

Në modalitetin e qarkut të shkurtër, efikasiteti është zero (nuk ka fuqi të dobishme dhe fuqia e zhvilluar nga burimi konsumohet plotësisht brenda saj).

Duke përmbledhur sa më sipër, mund të nxjerrim përfundime.

Kushti për marrjen e fuqisë maksimale të dobishme (R = R 0) dhe kushti për marrjen e efikasitetit maksimal (R = ∞) nuk përkojnë. Për më tepër, kur merrni fuqi maksimale të dobishme nga burimi (modaliteti i ngarkesës së përputhur), efikasiteti është 50%, d.m.th. gjysma e fuqisë së zhvilluar nga burimi harxhohet brenda tij.

Në instalimet e fuqishme elektrike, mënyra e ngarkesës së përputhur është e papranueshme, pasi kjo rezulton në një shpenzim të kotë të fuqive të mëdha. Prandaj, për stacionet elektrike dhe nënstacionet, mënyrat e funksionimit të gjeneratorëve, transformatorëve dhe ndreqësve llogariten në mënyrë që të sigurojnë efikasitet të lartë (90% ose më shumë).

Situata është e ndryshme në teknologjinë e dobët aktuale. Le të marrim, për shembull, një telefon. Kur flisni përpara një mikrofoni, në qarkun e pajisjes krijohet një sinjal elektrik me fuqi rreth 2 mW. Natyrisht, për të marrë gamën më të madhe të komunikimit, është e nevojshme të transmetohet sa më shumë energji të jetë e mundur në linjë, dhe kjo kërkon një mënyrë të koordinuar të ndërrimit të ngarkesës. A ka rëndësi efikasiteti në këtë rast? Sigurisht që jo, pasi humbjet e energjisë llogariten në fraksione ose njësi milivatësh.

Mënyra e përshtatur e ngarkesës përdoret në pajisjet radio. Në rastin kur nuk sigurohet një modalitet i koordinuar kur gjeneratori dhe ngarkesa lidhen drejtpërdrejt, merren masa për të përputhur rezistencën e tyre.

Kur lidhni pajisjet elektrike me rrjetin elektrik, zakonisht ka rëndësi vetëm fuqia dhe efikasiteti i vetë pajisjes elektrike. Por kur përdorni një burim rrymë në një qark të mbyllur, fuqia e dobishme që prodhon është e rëndësishme. Burimi mund të jetë një gjenerator, akumulator, bateri ose elementë të një termocentrali diellor. Kjo nuk ka rëndësi thelbësore për llogaritjet.

Parametrat e furnizimit me energji elektrike

Kur lidhni pajisjet elektrike me furnizimin me energji elektrike dhe krijoni një qark të mbyllur, përveç energjisë P të konsumuar nga ngarkesa, merren parasysh parametrat e mëposhtëm:

• Rob. (fuqia totale e burimit aktual) të lëshuar në të gjitha seksionet e qarkut;
• EMF është voltazhi i gjeneruar nga bateria;
• P (fuqia neto) e konsumuar nga të gjitha seksionet e rrjetit, përveç burimit aktual;
• Po (fuqi e humbur) e shpenzuar brenda baterisë ose gjeneratorit;
• rezistenca e brendshme e baterisë;
• Efikasiteti i furnizimit me energji elektrike.

Kujdes! Efikasiteti i burimit dhe ngarkesa nuk duhet të ngatërrohen. Nëse koeficienti i baterisë në një pajisje elektrike është i lartë, ai mund të jetë i ulët për shkak të humbjeve në tela ose në vetë pajisjen dhe anasjelltas.

Më shumë rreth kësaj.

Energjia totale e qarkut

Kur rryma elektrike kalon nëpër një qark, gjenerohet nxehtësi ose kryhet punë tjetër. Një bateri ose alternator nuk bën përjashtim. Energjia e çliruar në të gjithë elementët, duke përfshirë telat, quhet totale. Ai llogaritet duke përdorur formulën Rob.=Ro.+Rpol., ku:

• Rob. - fuqi e plotë;
• Ro. – humbjet e brendshme;
• Rpol. – fuqi e dobishme.

Kujdes! Koncepti i fuqisë së dukshme përdoret jo vetëm në llogaritjet e një qarku të plotë, por edhe në llogaritjet e motorëve elektrikë dhe pajisjeve të tjera që konsumojnë energji reaktive së bashku me energjinë aktive.

EMF, ose forca elektromotore, është voltazhi i gjeneruar nga një burim. Mund të matet vetëm në modalitetin X.X. (boshe). Kur lidhet një ngarkesë dhe shfaqet një rrymë, Uo zbritet nga vlera EMF. – humbja e tensionit brenda pajisjes së furnizimit me energji elektrike.

Fuqia neto

E dobishme është energjia e lëshuar në të gjithë qarkun, përveç furnizimit me energji elektrike. Ajo llogaritet me formulën:

1. "U" - tension në terminale,
2. "I" - rryma në qark.

Në një situatë në të cilën rezistenca e ngarkesës është e barabartë me rezistencën e burimit aktual, ajo është maksimale dhe e barabartë me 50% të vlerës së plotë.

Ndërsa rezistenca e ngarkesës zvogëlohet, rryma në qark rritet së bashku me humbjet e brendshme, dhe tensioni vazhdon të bjerë, dhe kur të arrijë zero, rryma do të jetë maksimale dhe e kufizuar vetëm nga Ro. Ky është modaliteti K.Z. – qark i shkurtër. Në këtë rast, energjia e humbjes është e barabartë me totalin.

Me rritjen e rezistencës së ngarkesës, humbjet aktuale dhe të brendshme bien dhe tensioni rritet. Kur arrihet një vlerë pafundësisht e madhe (ndërprerja e rrjetit) dhe I = 0, voltazhi do të jetë i barabartë me EMF. Ky është modaliteti X..X. - shpejtësia boshe.

Humbjet brenda furnizimit me energji elektrike

Bateritë, gjeneratorët dhe pajisjet e tjera kanë rezistencë të brendshme. Kur rryma rrjedh nëpër to, energjia e humbjes lirohet. Ajo llogaritet duke përdorur formulën:

ku "Uo" është rënia e tensionit brenda pajisjes ose diferenca midis EMF dhe tensionit të daljes.

Rezistenca e brendshme e furnizimit me energji elektrike

Për të llogaritur humbjet Ro. ju duhet të dini rezistencën e brendshme të pajisjes. Kjo është rezistenca e mbështjelljes së gjeneratorit, elektrolitit në bateri ose për arsye të tjera. Nuk është gjithmonë e mundur të matet me një multimetër. Duhet të përdorim metoda indirekte:

• kur pajisja ndizet në gjendje boshe, matet E (EMF);
• kur ngarkesa është e lidhur, përcaktohet Uout. (tensioni i daljes) dhe rryma I;
• Rënia e tensionit brenda pajisjes llogaritet:

• Rezistenca e brendshme llogaritet:

Energjia e dobishme P dhe efikasiteti

Në varësi të detyrave specifike, kërkohet fuqia maksimale e dobishme P ose efikasiteti maksimal. Kushtet për këtë nuk përputhen:

• P është maksimumi në R=Ro, me efikasitet = 50%;
• Efikasiteti është 100% në modalitetin H.H., me P = 0.

Marrja e energjisë maksimale në daljen e pajisjes së furnizimit me energji elektrike

Maksimumi P arrihet me kusht që rezistencat R (ngarkesa) dhe Ro (burimi i energjisë elektrike) të jenë të barabarta. Në këtë rast, efikasiteti = 50%. Ky është modaliteti "ngarkesa e përputhur".

Përveç kësaj, dy opsione janë të mundshme:

• Rezistenca R bie, rryma në qark rritet dhe humbjet e tensionit Uo dhe Po brenda pajisjes rriten. Në modalitetin e qarkut të shkurtër (qark i shkurtër) rezistenca e ngarkesës është "0", I dhe Po janë maksimale, dhe efikasiteti është gjithashtu 0%. Kjo mënyrë është e rrezikshme për bateritë dhe gjeneratorët, prandaj nuk përdoret. Përjashtim bëjnë gjeneratorët e saldimit dhe bateritë e makinave që janë praktikisht jashtë përdorimit, të cilët, kur ndizni motorin dhe ndizni motorin, funksionojnë në një modalitet afër "qarkut të shkurtër";
• Rezistenca e ngarkesës është më e madhe se ajo e brendshme. Në këtë rast, rryma e ngarkesës dhe fuqia P bien, dhe me një rezistencë pafundësisht të madhe ato janë të barabarta me "0". Ky është modaliteti X.H. (boshe). Humbjet e brendshme në modalitetin afër C.H janë shumë të vogla, dhe efikasiteti është afër 100%.

Rrjedhimisht, "P" është maksimale kur rezistenca e brendshme dhe e jashtme janë të barabarta dhe është minimale në raste të tjera për shkak të humbjeve të larta të brendshme gjatë qarkut të shkurtër dhe rrymës së ulët në modalitetin e ftohtë.

Modaliteti maksimal i fuqisë neto me efikasitet 50% përdoret në elektronikë me rryma të ulëta. Për shembull, në një aparat telefoni Pout. mikrofoni - 2 milivat, dhe është e rëndësishme ta transferoni atë në rrjet sa më shumë që të jetë e mundur, duke sakrifikuar efikasitetin.

Arritja e efikasitetit maksimal

Efikasiteti maksimal arrihet në modalitetin H.H. për shkak të mungesës së humbjeve të fuqisë brenda burimit të tensionit Po. Me rritjen e rrymës së ngarkesës, efikasiteti zvogëlohet në mënyrë lineare në modalitetin e qarkut të shkurtër. është e barabartë me "0". Modaliteti i efiçencës maksimale përdoret në gjeneratorët e termocentraleve ku ngarkesa e përputhur, po e dobishme maksimale dhe efikasiteti 50% nuk ​​zbatohen për shkak të humbjeve të mëdha, që përbëjnë gjysmën e energjisë totale.

Efikasiteti i ngarkesës

Efikasiteti i pajisjeve elektrike nuk varet nga bateria dhe nuk arrin kurrë 100%. Përjashtim bëjnë kondicionerët dhe frigoriferët që funksionojnë në parimin e një pompë nxehtësie: ftohja e një radiatori ndodh duke ngrohur tjetrin. Nëse nuk e merrni parasysh këtë pikë, efikasiteti do të jetë mbi 100%.

Energjia shpenzohet jo vetëm për kryerjen e punëve të dobishme, por edhe për ngrohjen e telave, fërkimit dhe llojeve të tjera të humbjeve. Në llambat, përveç efikasitetit të vetë llambës, duhet t'i kushtoni vëmendje dizajnit të reflektorit, në ngrohësit e ajrit - në efikasitetin e ngrohjes së dhomës, dhe në motorët elektrikë - në cos φ.

Njohja e fuqisë së dobishme të elementit të furnizimit me energji është e nevojshme për të kryer llogaritjet. Pa këtë, është e pamundur të arrihet efikasiteti maksimal i të gjithë sistemit.

Video