(12.11)

Kısa devre, harici direncin olduğu bir devre çalışma modudur. R= 0. Aynı anda

(12.12)

Net güç R A = 0.

Tam güç

(12.13)

Bağımlılık grafiği R A (BEN) dalları aşağıya doğru yönlendirilmiş bir paraboldür (Şekil 12.1). Aynı şekil verimliliğin bağımlılığını göstermektedir  mevcut güce göre.

Problem çözme örnekleri

Görev 1. Pil oluşur N= 5 eleman seri olarak bağlanmış e= 1,4 V ve dahili direnç R= her biri 0,3 Ohm. Pilin faydalı gücü hangi akımda 8 W'a eşittir? Pilin maksimum kullanılabilir gücü nedir?

Verilen: Çözüm

N = 5 Elemanları seri olarak bağlarken devredeki akım

e= 1,4 V
(1)

R A= 8 W Yararlı güç formülünden
hadi ifade edelim

harici rezistans R ve formül (1)'de yerine koyun

BEN - ?
-?

dönüşümlerden sonra ikinci dereceden bir denklem elde ederiz ve bunu çözerek akımların değerini buluruz:

A; BEN 2 = A.

Yani akıntılarda BEN 1 ve BEN 2 faydalı güç aynıdır. Yararlı gücün akıma bağımlılığı grafiğini analiz ederken, ne zaman olduğu açıktır. BEN 1 daha az güç kaybı ve daha yüksek verimlilik.

Net güç maksimumdur R = N R; R = 0,3
Ohm.

Cevap: BEN 1 = 2A; BEN 2 = A; P amax = Salı.

Görev 2. Devrenin dış kısmında açığa çıkan faydalı güç, 5 A akımda maksimum 5 W değerine ulaşır. Akım kaynağının iç direncini ve emk'sini bulun.

Verilen: Çözüm

P amax = 5 W Faydalı güç
(1)

BEN= 5 A Ohm kanununa göre
(2)

Net güç maksimumdur R = R, sonra

R - ? e-? formüller (1)
0,2Ohm.

Formül (2) B'den.

Cevap: R= 0,2Ohm; e= 2V.

Görev 3. Enerjiyi iki telli bir hat üzerinden 2,5 km mesafeye iletmek için 110V EMF'ye sahip bir jeneratör gereklidir. Güç tüketimi 10 kW'tır. Ağdaki güç kayıplarının %1'i aşmaması gerekiyorsa, bakır besleme kablolarının minimum kesitini bulun.

Verilen: Çözüm

E = 110V Tel Direnci

ben= 510 3 m burada  - bakırın direnci; ben– tellerin uzunluğu;

R A = 10 4W S- bölüm.

 = 1,710 -8 Ohm. m Güç tüketimi P A = BEN e, güç kaybı

R vesaire = 100 W çevrimiçi P vesaire = BEN 2 R vesaire ve üreme ve tüketicilikten beri

S - ? akım aynısı o zaman

Neresi

Sayısal değerleri değiştirerek şunu elde ederiz:

m2.

Cevap: S= 710 -3 m2.

Görev 4. Dış devrede salınan gücün iki dış direnç değeri için aynı olduğu biliniyorsa, jeneratörün iç direncini bulun. R 1 = 5 ohm ve R 2 = 0,2Ohm. Bu durumların her birinde jeneratör verimliliğini bulun.

Verilen: Çözüm

R 1 = R 2 Harici devrede serbest bırakılan güç P A = BEN 2 R. Ohm kanununa göre

R 1 = 5 ohm kapalı devre için
Daha sonra
.

R 2 = 0,2 Ohm Sorun durumunun kullanılması R 1 = R 2, elde ederiz

R -?

Ortaya çıkan eşitliği dönüştürerek kaynağın iç direncini buluruz. R:

Ohm.

Verimlilik faktörü miktardır

,

Nerede R A– harici devrede serbest bırakılan güç; R- tam güç.

Cevap: R= 1Ohm; = 83 %;= 17 %.

Görev 5. Pilin EMF'si e= 16 V, dahili direnç R= 3Ohm. Gücün serbest bırakıldığı biliniyorsa, harici devrenin direncini bulun R A= 16W. Pilin verimliliğini belirleyin.

Verilen: Çözüm

e= 16 V Devrenin harici kısmında serbest bırakılan güç R A = BEN 2 R.

R = 3 Ohm Kapalı bir devre için Ohm yasasını kullanarak akım gücünü buluruz:

R A= 16 W o zaman
veya

- ? R-? Verilen miktarların sayısal değerlerini bu ikinci dereceden denklemde yerine koyuyoruz ve çözüyoruz R:

Ohm; R 2 = 9 ohm.

Cevap: R 1 = 1ohm; R 2 = 9Ohm;

Görev 6. Ağa iki ampul paralel olarak bağlanır. İlk ampulün direnci 360 Ohm, ikincisinin direnci 240 Ohm'dur. Hangi ampul en fazla gücü emer? Kaç sefer?

Verilen: Çözüm

R 1 = 360 Ohm Ampulde açığa çıkan güç

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

- ? Paralel bağlantıda ampuller aynı voltaja sahip olacaktır, bu nedenle güçleri Ohm yasasını kullanarak formül (1)'i dönüştürerek karşılaştırmak daha iyidir.
Daha sonra

Ampuller paralel bağlandığında direnci daha düşük olan ampule daha fazla güç aktarılır.

Cevap:

Görev 7. Dirençli iki tüketici R 1 = 2 ohm ve R 2 = 4 Ohm DC ağına ilk kez paralel, ikinci kez seri olarak bağlanır. Hangi durumda ağdan daha fazla güç tüketilir? Durumu düşünün R 1 = R 2 .

Verilen: Çözüm

R 1 = 2 Ohm Şebekeden güç tüketimi

R 2 = 4 ohm
(1)

- ? Nerede R– genel tüketici direnci; sen– şebeke voltajı. Tüketicileri paralel bağlarken toplam dirençleri
ve sıralı olarak R = R 1 + R 2 .

İlk durumda, formül (1)'e göre güç tüketimi
ve ikincisinde
Neresi

Böylece yükler paralel bağlandığında, seri bağlandığında ağdan daha fazla güç tüketilir.

Şu tarihte:

Cevap:

Görev 8.. Kazan ısıtıcısı dört bölümden oluşur, her bölümün direnci R= 1Ohm. Isıtıcı bir pil ile çalıştırılır E = 8 V ve iç direnç R= 1Ohm. Kazan içindeki suyun en kısa sürede ısınması için ısıtıcı elemanlar nasıl bağlanmalıdır? Pilin tükettiği toplam güç ve verimliliği nedir?

Verilen:

R 1 = 1ohm

E = 8V

R= 1Ohm

Çözüm

Kaynak, harici direncin aşılması halinde maksimum faydalı güç sağlar. R iç eşit R.

Bu nedenle suyun en kısa sürede ısınması için bölümlerin açılması gerekmektedir.

ile R = R. Bu koşul, bölümlerin karışık bir bağlantısıyla karşılanır (Şekil 12.2.a, b).

Pil tarafından tüketilen güç R = BEN e. Ohm'un kapalı devre yasasına göre
Daha sonra

Haydi hesaplayalım
32W;

Cevap: R= 32W;  = 50 %.

Sorun 9*. Dirençli bir iletkendeki akım R= 12 Ohm'dan eşit olarak azalır BEN 0 = 5 A'dan zamanla sıfıra  = 10 sn. Bu süre zarfında iletkende ne kadar ısı açığa çıkar?

Verilen:

R= 12 Ohm

BEN 0 = 5A

Q - ?

Çözüm

İletkendeki akım kuvveti değiştiğinden, ısı miktarını aşağıdaki formülle hesaplamak mümkündür: Q = BEN 2 R T kullanılamaz.

Diferansiyeli alalım dQ = BEN 2 R dt, Daha sonra
Mevcut değişimin tekdüzeliği nedeniyle şunu yazabiliriz: BEN = k T, Nerede k– orantılılık katsayısı.

Orantılılık faktörü değeri kşu koşuldan şunu buluyoruz:  = 10 sn akım BEN 0 = 5A, BEN 0 = k , buradan

Sayısal değerleri yerine koyalım:

J.

Cevap: Q= 1000 J.

yararlı güç- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. İngilizce-Rusça elektrik mühendisliği ve enerji mühendisliği sözlüğü, Moskova, 1999] faydalı güç Güç (makinenin, ekipmanın, güç ünitesinin veya diğer teknik cihazın)… …

Net güç- Faydalı kapasite – cihaz tarafından belirli bir biçimde ve belirli bir amaç için verilen güç (makine, ekipman, güç ünitesi veya diğer teknik cihaz); toplam güç eksi maliyetlere eşittir... ... Ekonomik ve matematiksel sözlük

yararlı güç- 3.10 net güç: Krank mili ucundaki bir test tezgahında elde edilen veya GOST R 41.85'e göre yöntemle ölçülen, kilovat cinsinden etkin güç. Kaynak … Normatif ve teknik dokümantasyon açısından sözlük referans kitabı

yararlı güç- Galia'daki standart ve metrolojik durumların belirlenmesi, tam olarak uygun sistem, cihaz ve cihazın doğru şekilde yapılmasına yardımcı olur. atitikmenys: ingilizce. net güç; kullanışlı güç vok. Abgabeleistung, f;… … Metrologijos terminų žodynas'ın kullanımı

yararlı güç- naudingoji galia statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. net güç; kullanışlı güç vok. Abgabeleistung, f; Nutzabgabe, f; Nutzleistung, f rus. faydalı güç, f pranc. puissance utile, f … Fizikos terminų žodynas

Motor milinden elde edilebilecek güç; Etkin güç ile aynı... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

Net güç- – belirli bir biçimde ve belirli bir amaç için bir cihaz tarafından sağlanan güç. ST IEC 50(151) 78... Ticari enerji üretimi. Sözlük-referans kitabı

faydalı pompa gücü- Pompa tarafından sağlanan sıvı ortama sağlanan güç ve Q pompa akışı, m3/s arasındaki ilişkiye göre belirlenir; P pompa basıncı, Pa; QM pompa kütle akışı, kg/s; LP pompanın faydalı spesifik çalışması, J/kg; NP net pompa gücü, W. [GOST... ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

faydalı güç (motorlu taşıtlarda)- net güç Krank milinin ucundaki bir test tezgahında veya eşdeğerinde elde edilen ve GOST R 41.24'te belirlenen güç ölçüm yöntemine göre ölçülen, kilowatt cinsinden ifade edilen güç. [GOST R 41.49 2003] ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

Watt cinsinden faydalı güç- - [A.S. Goldberg. İngilizce-Rusça enerji sözlüğü. 2006] Genel olarak enerji konuları EN watt çıkışı ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

8.5. Akımın termal etkisi

8.5.2. Mevcut kaynak verimliliği

Mevcut kaynak verimliliği(verimlilik) kesirle belirlenir faydalı güç mevcut kaynağın toplam gücünden:

burada P faydalı, akım kaynağının faydalı gücüdür (harici devrede serbest bırakılan güç); P dolu - mevcut kaynağın toplam gücü:

P toplam = P yararlı + P kayıplar,

onlar. harici devrede (P yararlı) ve akım kaynağında (P kayıpları) salınan toplam güç.

Mevcut kaynağın verimliliği (verimlilik) kesirle belirlenir. faydalı enerji mevcut kaynağın ürettiği toplam enerjiden:

η = E faydalı E tamamlandı ⋅ %100,

burada E faydalı, mevcut kaynağın faydalı enerjisidir (harici devrede salınan enerji); E toplam - mevcut kaynağın toplam enerjisi:

E toplam = E yararlı + E kayıplar,

onlar. harici devrede (E yararlı) ve akım kaynağında (E kayıpları) salınan toplam enerji.

Mevcut kaynağın enerjisi, aşağıdaki formüllerle mevcut kaynağın gücüyle ilişkilidir:

• t süresi boyunca harici devrede salınan enerji (faydalı enerji), P faydalı kaynağının faydalı gücü ile ilgilidir -

E faydalı = P faydalı t;

• açığa çıkan enerji mevcut kaynakta(kayıp enerjisi) t zamanı boyunca kayıp kaynağının P kayıp gücü ile ilgilidir -

E kayıpları = P kayıpları t;

• t süresi boyunca mevcut kaynak tarafından üretilen toplam enerji, P toplam kaynağının toplam gücü ile ilgilidir -

E tam = P tam t.

Mevcut kaynağın verimliliği (verimlilik) belirlenebilir:

• harici devrenin direncinin akım kaynağının ve yükün toplam direncinden payı (harici devre) -

η = R R + r ⋅ %100 ,

burada R, akım kaynağının bağlı olduğu devrenin (yük) direncidir; r - mevcut kaynağın iç direnci;

• olan pay potansiyel fark kaynağın terminallerinde elektromotor kuvvetinden, -

η = U ℰ ⋅ %100,

burada U, akım kaynağının terminallerindeki voltajdır; ℰ - Geçerli kaynağın EMF'si.

Şu tarihte: maksimum güç harici devrede serbest bırakıldığında akım kaynağının verimliliği% 50'dir:

çünkü bu durumda yük direnci R, akım kaynağının iç direncine r eşittir:

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

Örnek 16. Belirli bir devreye %75 verimliliğe sahip bir akım kaynağı bağlandığında üzerinde 20 W'a eşit bir güç açığa çıkar. Mevcut kaynakta 10 dakika içinde açığa çıkan ısı miktarını bulun.

Çözüm . Sorunun durumunu analiz edelim.

Harici devrede açığa çıkan güç faydalıdır:

P yararlı = 20 W,

burada P faydalı, mevcut kaynağın faydalı gücüdür.

Mevcut kaynakta açığa çıkan ısı miktarı güç kaybıyla ilgilidir:

Q kayıpları = P kayıpları t,

nerede P kayıpları - güç kayıpları; t mevcut kaynağın çalışma süresidir.

Kaynak verimliliği faydalı ve toplam güçle ilişkilidir:

η = P faydalı P dolu ⋅ %100,

burada P toplam mevcut kaynağın toplam gücüdür.

Yararlı güç ve güç kayıpları, mevcut kaynağın toplam gücüne eklenir:

P toplam = P faydalı + P kayıp.

Yazılı denklemler bir denklem sistemi oluşturur:

η = P faydalı P toplamı ⋅ %100, Q kayıpları = P kayıpları t, P toplam = P faydalı + P kayıpları. )

İstenilen değeri bulmak için - kayıp kaynağında salınan ısı miktarı Q - kayıpların P kayıplarının gücünü belirlemek gerekir. Üçüncü denklemi birincinin yerine koyalım:

η = P faydalı P faydalı + P kayıplar ⋅ %100

ve P kayıplarını ifade edin:

P kayıpları = %100 − η η P faydalı.

Ortaya çıkan formülü Q kayıpları ifadesinde yerine koyalım:

Q kayıpları = %100 − η η P faydalı t .

Hesaplayalım:

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

Problem tanımında belirtilen süre boyunca kaynakta 4,0 kJ ısı açığa çıkacaktır.

Akım kaynağının devrenin tamamında geliştirdiği güce denir. tam güç.

Formülle belirlenir

burada P rev, tüm devrede akım kaynağı tarafından geliştirilen toplam güçtür, W;

E-ah. d.s. kaynak, içinde;

I devredeki akımın büyüklüğüdür, a.

Genel olarak bir elektrik devresi, dirençli bir dış bölümden (yük) oluşur. R ve dirençli iç bölüm R0(mevcut kaynağın direnci).

Toplam güç ifadesindeki e değerinin değiştirilmesi. d.s. Devrenin bölümlerindeki voltajlar aracılığıyla şunu elde ederiz:

Büyüklük kullanıcı arayüzü devrenin (yük) dış kısmında geliştirilen güce karşılık gelir ve denir yararlı güç P katı =UI.

Büyüklük sen o ben kaynağın içinde gereksiz yere harcanan güce karşılık gelir, denir güç kaybı Po =Sen ya da ben.

Böylece toplam güç, faydalı güç ile kayıp gücün toplamına eşittir. P ob =P kat +P 0.

Faydalı gücün kaynağın ürettiği toplam güce oranına verimlilik denir, verimlilik olarak kısaltılır ve η ile gösterilir.

Aşağıdaki tanımdan

Her koşulda verimlilik η ≤ 1.

Gücü devre bölümlerinin akım ve direnci cinsinden ifade edersek, şunu elde ederiz:

Dolayısıyla verimlilik, kaynağın iç direnci ile tüketicinin direnci arasındaki ilişkiye bağlıdır.

Tipik olarak elektrik verimliliği yüzde olarak ifade edilir.

Pratik elektrik mühendisliği için iki soru özellikle ilgi çekicidir:

1. En büyük faydalı gücü elde etmenin koşulu

2. En yüksek verimi elde etmenin koşulu.

En büyük faydalı gücü elde etme koşulu (yükteki güç)

Yük direnci akım kaynağının direncine eşitse, elektrik akımı en büyük faydalı gücü (yükteki güç) geliştirir.

Bu maksimum güç, akım kaynağının tüm devrede geliştirdiği toplam gücün yarısına (%50) eşittir.

Gücün yarısı yükte, yarısı da akım kaynağının iç direncinde geliştirilir.

Yük direncini azaltırsak yükte geliştirilen güç azalacak ve akım kaynağının iç direncinde geliştirilen güç artacaktır.

Yük direnci sıfırsa devredeki akım maksimum olacaktır, bu kısa devre modu (kısa devre) . Gücün neredeyse tamamı mevcut kaynağın iç direncinde geliştirilecektir. Bu mod hem akım kaynağı hem de tüm devre için tehlikelidir.

Yük direncini arttırırsak devredeki akım azalacağı gibi yükteki güç de azalacaktır. Yük direnci çok yüksekse devrede hiç akım olmayacaktır. Bu dirence sonsuz büyük denir. Devre açıksa direnci sonsuz büyüktür. Bu mod denir bekleme modu.

Bu nedenle, kısa devreye yakın ve yüksüz modlarda, ilk durumda düşük voltaj nedeniyle, ikinci durumda ise düşük akım nedeniyle faydalı güç küçüktür.

En yüksek verimi elde etmenin koşulu

Verimlilik faktörü (verimlilik) boşta %100'dür (bu durumda faydalı güç açığa çıkmaz, ancak aynı zamanda kaynak gücü de tüketilmez).

Yük akımı arttıkça verim doğrusal bir yasaya göre azalır.

Kısa devre modunda verimlilik sıfırdır (faydalı güç yoktur ve kaynak tarafından geliştirilen güç tamamen kaynak tarafından tüketilir).

Yukarıdakileri özetleyerek sonuçlar çıkarabiliriz.

Maksimum faydalı güç elde etme koşulu (R = R 0) ve maksimum verim elde etme koşulu (R = ∞) çakışmıyor. Ayrıca, kaynaktan maksimum faydalı güç alındığında (eşleştirilmiş yük modu), verimlilik %50'dir, yani. Kaynağın ürettiği gücün yarısı onun içinde boşa harcanır.

Güçlü elektrik tesisatlarında, eşleştirilmiş yük modu kabul edilemez çünkü bu, büyük güçlerin israf edilmesine neden olur. Bu nedenle elektrik santralleri ve trafo merkezleri için jeneratör, transformatör ve redresörlerin çalışma modları yüksek verim (%90 ve üzeri) sağlayacak şekilde hesaplanır.

Zayıf akım teknolojisinde ise durum farklıdır. Örneğin bir telefon setini ele alalım. Mikrofonun önünde konuşurken cihazın devresinde yaklaşık 2 mW gücünde bir elektrik sinyali yaratılıyor. Açıkçası, en geniş iletişim aralığını elde etmek için hatta mümkün olduğunca fazla güç iletmek gerekir ve bu da koordineli bir yük anahtarlama modunu gerektirir. Bu durumda verimlilik önemli mi? Tabii ki hayır, çünkü enerji kayıpları kesirler veya miliwatt birimleriyle hesaplanıyor.

Eşleşen yükleme modu radyo ekipmanında kullanılır. Jeneratör ve yük doğrudan bağlandığında koordineli bir modun sağlanamadığı durumlarda dirençlerinin eşitlenmesi için önlemler alınır.

Elektrikli cihazları elektrik şebekesine bağlarken genellikle yalnızca elektrikli cihazın gücü ve verimliliği önemlidir. Ancak bir akım kaynağını kapalı devrede kullanırken ürettiği faydalı güç önemlidir. Kaynak bir jeneratör, akümülatör, batarya veya güneş enerjisi santralinin elemanları olabilir. Bu hesaplamalar için temel bir öneme sahip değildir.

Güç kaynağı parametreleri

Elektrikli cihazları güç kaynağına bağlarken ve kapalı bir devre oluştururken, yük tarafından tüketilen P enerjisine ek olarak aşağıdaki parametreler dikkate alınır:

• Soymak. (akım kaynağının toplam gücü) devrenin tüm bölümlerinde serbest bırakılır;
• EMF, pilin ürettiği voltajdır;
• Geçerli kaynak hariç ağın tüm bölümleri tarafından tüketilen P (net güç);
• Pilin veya jeneratörün içinde harcanan Po (güç kaybı);
• pilin iç direnci;
• Güç kaynağının verimliliği.

Dikkat! Kaynağın verimliliği ile yükün verimliliği karıştırılmamalıdır. Elektrikli bir cihazdaki pil katsayısı yüksekse, kablolardaki veya cihazın kendisindeki kayıplardan dolayı düşük olabilir veya bunun tersi de geçerlidir.

Bu konuda daha fazla bilgi.

Toplam devre enerjisi

Elektrik akımı bir devreden geçtiğinde ısı üretilir veya başka bir iş yapılır. Bir pil veya jeneratör bir istisna değildir. Teller dahil tüm elemanlarda açığa çıkan enerjiye toplam denir. Rob.=Ro.+Rpol. formülü kullanılarak hesaplanır; burada:

• Soymak. - tam güç;
• Ro. – dahili kayıplar;
• Rpol. – faydalı güç.

Dikkat! Görünür güç kavramı sadece tam devre hesaplamalarında değil aynı zamanda aktif enerjinin yanı sıra reaktif enerjiyi de tüketen elektrik motorları ve diğer cihazların hesaplamalarında da kullanılır.

EMF veya elektromotor kuvvet, bir kaynak tarafından üretilen voltajdır. Yalnızca X.X modunda ölçülebilir. (boşta hareket). Bir yük bağlandığında ve akım göründüğünde, U® EMF değerinden çıkarılır. – güç kaynağı cihazının içindeki voltaj kaybı.

Net güç

Güç kaynağı dışında tüm devrede açığa çıkan enerji faydalıdır. Aşağıdaki formülle hesaplanır:

1. “U” – terminallerdeki voltaj,
2. “I” – devredeki akım.

Yük direncinin akım kaynağının direncine eşit olduğu durumda maksimumdur ve tam değerin %50'sine eşittir.

Yük direnci azaldıkça devredeki akım iç kayıplarla birlikte artar ve gerilim düşmeye devam eder, sıfıra ulaştığında akım maksimum olur ve sadece Ro ile sınırlanır. Bu K.Z modudur. - kısa devre. Bu durumda kayıp enerjisi toplamına eşittir.

Yük direnci arttıkça akım ve iç kayıplar düşer ve gerilim artar. Sonsuz büyük bir değere (ağ kopması) ve I=0'a ulaşıldığında, voltaj EMF'ye eşit olacaktır. Bu X..X modudur. - boşta hareket.

Güç kaynağındaki kayıplar

Piller, jeneratörler ve diğer cihazların iç direnci vardır. Akım içlerinden aktığında, kayıp enerji açığa çıkar. Aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

burada “Uо”, cihazın içindeki voltaj düşüşü veya EMF ile çıkış voltajı arasındaki farktır.

Dahili güç kaynağı direnci

Kayıpları hesaplamak için Ro. cihazın iç direncini bilmeniz gerekir. Bu, jeneratör sargılarının, aküdeki elektrolitin veya başka sebeplerin direncidir. Multimetre ile ölçmek her zaman mümkün değildir. Dolaylı yöntemler kullanmalıyız:

• cihaz boş modda açıldığında E (EMF) ölçülür;
• yük bağlandığında Uout belirlenir. (çıkış voltajı) ve akım I;
• Cihazın içindeki voltaj düşüşü hesaplanır:

• iç direnç hesaplanır:

Yararlı enerji P ve verimlilik

Belirli görevlere bağlı olarak maksimum faydalı güç P veya maksimum verimlilik gereklidir. Bunun koşulları eşleşmiyor:

• P, verimlilik = %50 ile R=Ro'da maksimumdur;
• H.H. modunda verimlilik %100'dür ve P = 0'dır.

Güç kaynağı cihazının çıkışında maksimum enerji elde edilmesi

Maksimum P, R (yük) ve Ro (elektrik kaynağı) dirençlerinin eşit olması koşuluyla elde edilir. Bu durumda verimlilik = %50. Bu “eşleştirilmiş yük” modudur.

Bunun dışında iki seçenek mümkündür:

• Direnç R düşer, devredeki akım artar ve cihaz içindeki Uo ve Po gerilim kayıpları artar. Kısa devre modunda (kısa devre) yük direnci “0”dır, I ve Po maksimumdur ve verimlilik de %0'dır. Bu mod aküler ve jeneratörler için tehlikeli olduğundan kullanılmaz. Bunun istisnası, motoru çalıştırırken ve marş motorunu çalıştırırken "kısa devreye" yakın bir modda çalışan, pratik olarak kullanım dışı olan kaynak jeneratörleri ve araç aküleridir;
• Yük direnci iç dirençten daha büyüktür. Bu durumda yük akımı ve güç P düşer ve sonsuz büyük dirençle birlikte bunlar “0”a eşittir. Bu X.H. modudur. (boşta hareket). Yakın C.H. modunda dahili kayıplar çok küçüktür ve verimlilik %100'e yakındır.

Sonuç olarak, iç ve dış dirençler eşit olduğunda "P" maksimumdur ve diğer durumlarda kısa devre sırasında yüksek iç kayıplar ve soğuk modda düşük akım nedeniyle minimumdur.

Elektronikte düşük akımlarda %50 verimlilikte maksimum net güç modu kullanılır. Örneğin, bir telefon setinde Pout. mikrofon - 2 miliwatt ve verimlilikten ödün verirken onu mümkün olduğunca ağa aktarmak önemlidir.

Maksimum verimliliğe ulaşmak

H.H. modunda maksimum verimlilik elde edilir. Po voltaj kaynağı içinde güç kaybının olmaması nedeniyle. Yük akımı arttıkça kısa devre modunda verim doğrusal olarak azalır. “0”a eşittir. Maksimum verimlilik modu, eşleşen yükün, maksimum faydalı Po'nun ve toplam enerjinin yarısını oluşturan büyük kayıplar nedeniyle %50 verimliliğin uygulanamadığı enerji santrali jeneratörlerinde kullanılır.

Yük verimliliği

Elektrikli cihazların verimliliği aküye bağlı değildir ve hiçbir zaman %100'e ulaşmaz. Bunun istisnası, ısı pompası prensibiyle çalışan klimalar ve buzdolaplarıdır: bir radyatörün soğutulması diğerinin ısıtılmasıyla gerçekleşir. Bu noktayı dikkate almazsanız verim %100'ün üzerinde olacaktır.

Enerji yalnızca faydalı işler yapmak için değil, aynı zamanda ısıtma telleri, sürtünme ve diğer kayıp türlerine de harcanır. Lambalarda, lambanın verimliliğine ek olarak, reflektörün tasarımına, hava ısıtıcılarında - odayı ısıtmanın verimliliğine ve elektrik motorlarında - cos φ'ye dikkat etmelisiniz.

Hesaplamaların yapılabilmesi için güç kaynağı elemanının faydalı gücünün bilinmesi gereklidir. Bu olmadan tüm sistemin maksimum verimliliğini elde etmek imkansızdır.

Video