Потужність, що розвивається джерелом струму у всьому ланцюгу, називається повною потужністю.

Вона визначається за формулою

Таким чином, к. п. д. залежить від співвідношення між внутрішнім опором джерела та опором споживача.

Зазвичай електричний к. п. д. прийнято виражати у відсотках.

Для практичної електротехніки особливий інтерес становлять два питання:

1. Умова отримання найбільшої корисної потужності

2. Умова отримання найбільшого к. п. д.

Умови отримання найбільшої корисної потужності (потужності в навантаженні)

Найбільшу корисну потужність (потужність на навантаженні) електричний струм розвиває в тому випадку, якщо опір навантаження дорівнює опору джерела струму.

Ця найбільша потужність дорівнює половині всієї потужності (50%) джерелом струму, що розвивається, у всьому ланцюгу.

Половина потужності розвивається на навантаженні і половина розвивається на внутрішньому опорі джерела струму.

Якщо будемо зменшувати опір навантаження, то потужність, що розвивається на навантаженні буде зменшуватися, а потужність розвивається на внутрішньому опорі джерела струму буде збільшуватися.

Якщо опір навантаження дорівнює нулю то струм у ланцюзі буде максимальним, це режим короткого замикання (КЗ) . Майже вся потужність розвивається на внутрішньому опорі джерела струму. Цей режим небезпечний для джерела струму і для всього ланцюга.

Якщо опір навантаження будемо збільшувати, то струм в ланцюзі буде зменшаться, потужність навантаження також буде зменшуватися. При дуже великому опорі навантаження струму ланцюга взагалі буде. Цей опір називається нескінченно великим. Якщо ланцюг розімкнуто, то його опір нескінченно великий. Такий режим називається режимом холостого ходу

Таким чином, у режимах, близьких до короткому замиканнюі до холостого ходу, корисна потужність мала в першому випадку за рахунок малої величини напруги, а в другому за рахунок малої величини струму.

Умова отримання найбільшого к. п. д. коефіцієнта корисної дії

Коефіцієнт корисної дії (к. п. д.) дорівнює 100% при неодруженому ході (у цьому випадку корисна потужність не виділяється, але в той же час і не витрачається потужність джерела).

У міру збільшення струму навантаження к. п. д. зменшується прямолінійним законом.

У режимі короткого замикання к. п. д. дорівнює нулю (корисної потужності немає, а потужність джерела, що розвивається, повністю витрачається всередині нього).

Підсумовуючи вищевикладене, можна зробити висновки.

Умова отримання максимальної корисної потужності (R=R 0) та умова отримання максимального к. п. д. (R=∞) не збігаються. Більше того, при отриманні від джерела максимальної корисної потужності (режим узгодженого навантаження) к. п. д. становить 50%, тобто. половина потужності, що розвивається, марно витрачається всередині нього.

У потужних електричних установкахрежим узгодженого навантаження є неприйнятним, тому що при цьому відбувається марна витрата великих потужностей. Тому для електричних станцій та підстанцій режими роботи генераторів, трансформаторів, випрямлячів розраховуються так, щоб забезпечувався високий к. п. д. (90% і більше).

Інакше справа в техніці слабких струмів. Візьмемо, наприклад, телефон. Під час розмови перед мікрофоном у схемі апарату створюється електричний сигнал потужністю близько 2 мВт. Очевидно, що для отримання найбільшої дальності зв'язку необхідно передати в лінію якомога більшу потужність, а для цього потрібно виконати режим узгодженого навантаження. Чи має в даному випадку важливе значення к. п. д.? Звичайно ні, оскільки втрати енергії обчислюються частками або одиницями мілліват.

Режим узгодженого навантаження застосовується у радіоапаратурі. У разі, коли узгоджений режим при безпосередньому з'єднанні генератора і навантаження не забезпечується, застосовують заходи узгодження їх опорів.

8.5. Теплова дія струму

8.5.1. Потужність джерела струму

Повна потужність джерела струму:

P повний = P корисний + P втрат,

де P корисна - корисна потужність, P корисність = I 2 R ; P втрат - потужність втрат, P втрат = I 2 r; I - сила струму в ланцюзі; R - опір навантаження (зовнішнього ланцюга); r - внутрішній опір джерела струму.

Повна потужність може бути розрахована за однією з трьох формул:

P повний = I 2 (R + r ), P повний = ℰ 2 R + r , P повний = I ℰ,

де ℰ - електрорушійна сила (ЕРС) джерела струму.

Корисна потужність- це потужність, що виділяється у зовнішньому ланцюзі, тобто. на навантаженні (резисторі), і може бути використана для якихось цілей.

Корисна потужність може бути розрахована за однією з трьох формул:

P корисність = I 2 R , P корисність = U 2 R , P корисність = IU

де I - сила струму в ланцюзі; U – напруга на клемах (затискачах) джерела струму; R – опір навантаження (зовнішнього ланцюга).

Потужність втрат - це потужність, що виділяється у джерелі струму, тобто. у внутрішньому ланцюзі, і витрачається на процеси, що мають місце у самому джерелі; для якихось інших цілей потужність втрат не може бути використана.

Потужність втрат, як правило, розраховується за формулою

P втрат = I 2 r

де I - сила струму в ланцюзі; r - внутрішній опір джерела струму.

При короткому замиканні корисна потужність перетворюється на нуль

P корисний = 0,

оскільки опір навантаження у разі короткого замикання відсутня: R = 0.

Повна потужність при короткому замиканні джерела збігається з потужністю втрат і обчислюється за формулою

P повний = ℰ 2 r ,

де ℰ - електрорушійна сила (ЕРС) джерела струму; r - внутрішній опір джерела струму.

Корисна потужність має максимальне значенняу разі коли опір навантаження R дорівнює внутрішньому опору r джерела струму:

R = r.

Максимальне значення корисної потужності:

P корисний max = 0,5 P повний,

де P повний - повна потужністьджерела струму; P повн = ℰ 2/2 r.

У явному вигляді формула для розрахунку максимальної корисної потужностівиглядає наступним чином:

P корисна max = ℰ 2 4 r .

Для спрощення розрахунків корисно пам'ятати два моменти:

• якщо при двох опорах навантаження R 1 і R 2 ланцюга виділяється однакова корисна потужність, то внутрішній опірджерела струму r пов'язано із зазначеними опорами формулою

r = R 1 R 2;

• якщо в ланцюзі виділяється максимальна корисна потужність, то сила струму I * в кола в два рази менше сили струму короткого замикання i :

I * = i 2 .

Приклад 15. При замиканні на опір 5,0 Ом елемент живлення дає струм силою 2,0 А. Струм короткого замикання батареї дорівнює 12 А. Розрахувати найбільшу корисну потужність батареї.

Рішення . Проаналізуємо умову завдання.

1. При підключенні батареї до опору R 1 = 5,0 Ом у ланцюзі тече струм силою I 1 = 2,0 А, як показано на рис. а , який визначається законом Ома для повного ланцюга:

I 1 = ℰ R 1 + r

де ℰ - ЕРС джерела струму; r - внутрішній опір джерела струму.

2. При замиканні батареї коротко в ланцюзі тече струм короткого замикання, як показано на рис. б. Сила струму короткого замикання визначається формулою

де i – сила струму короткого замикання, i = 12 А.

3. При підключенні батареї до опору R 2 = r в ланцюзі тече струм силою I 2 , як показано на рис. в , який визначається законом Ома для повного ланцюга:

I 2 = ℰ R 2 + r = ℰ 2 r;

у цьому випадку в ланцюзі виділяється максимальна корисна потужність:

P корисна max = I 2 2 R 2 = I 2 2 r .

Таким чином, для розрахунку максимальної корисної потужності необхідно визначити внутрішній опір джерела струму r та силу струму I 2 .

Щоб знайти силу струму I 2 , запишемо систему рівнянь:

i = ℰ r , I 2 = ℰ 2 r )

і виконаємо поділ рівнянь:

i I 2 = 2.

Звідси випливає:

I 2 = i 2 = 12 2 = 6,0 А.

Щоб знайти внутрішній опір джерела r , запишемо систему рівнянь:

I 1 = ℰ R 1 + r , i = ℰ r )

і виконаємо поділ рівнянь:

I 1 i = r R 1 + r.

Звідси випливає:

r = I 1 R 1 i − I 1 = 2,0 ⋅ 5,0 12 − 2,0 = 1,0 Ом.

Розрахуємо максимальну корисну потужність:

P корисна max = I 2 2 r = 6,0 2 ⋅ 1,0 = 36 Вт.

Таким чином, максимальна потужність батареї становить 36 Вт.

Мати уявлення про потужність при прямолінійному та криволінійному переміщеннях, про потужність корисної та витраченої, про коефіцієнт корисної дії.

Знати залежності для визначення потужності при поступальному та обертальному рухах, ККД.

Потужність

Для характеристики працездатності та швидкості виконання роботи введено поняття потужності.

Потужність – робота, виконана в одиницю часу:

Одиниці вимірювання потужності: вати, кіловати,

Потужність під час поступального руху(Рис. 16.1)

Враховуючи що S/t = v cp ,отримаємо

де F- модуль сили, що діє на тіло; v порівн- Середня швидкість руху тіла.

Середня потужність при поступальному русі дорівнює добутку модуля сили на середню швидкість переміщення та на косинус кута між напрямками сили та швидкості.

Потужність при обертанні (Рис. 16.2)

Тіло рухається дугою радіусу rз точки М 1 до точки M 2

Робота сили:

де М вр- крутний момент.

Враховуючи що

Отримаємо

де ω cp- Середня кутова швидкість.

Потужність сили при обертанні дорівнює добутку моменту, що обертає, на середню кутову швидкість.

Якщо при виконанні роботи зусилля машини та швидкість руху змінюються, можна визначити потужність у будь-який момент часу, знаючи значення зусилля та швидкості в даний момент.

Коефіцієнт корисної дії

Кожна машина та механізм, роблячи роботу, витрачає частину енергії на подолання шкідливих опорів. Таким чином, машина (механізм), крім корисної роботи, робить ще й додаткову роботу.

Відношення корисної роботи до повної роботи або корисної потужності до всієї витраченої потужності називається коефіцієнтом корисної дії (ККД):

Корисна робота (потужність) витрачається на рух із заданою швидкістю та визначається за формулами:

Витрачена потужність більше корисною на величину потужності, що йде на подолання тертя у ланках машини, на витоку тощо втрати.

Чим вищий ККД, тим досконаліша машина.

Приклади розв'язання задач

приклад 1.Визначити потрібну потужність двигуна лебідки для підйому вантажу вагою 3 кН на висоту 10 м за 2,5 с (рис. 16.3). ККД механізму лебідки 0,75.

Рішення

1. Потужність мотора використовується на підйом вантажу із заданою швидкістю та подолання шкідливих опорів механізму лебідки.

Корисна потужність визначається за формулою

Р = Fv cos α.

У цьому випадку α = 0; вантаж рухається поступально.

2. Швидкість підйому вантажу

3. Необхідне зусилля дорівнює вазі вантажу (рівномірний підйом).

6. Корисна потужність Р = 3000 4 = 12000 Вт.

7. Повна потужність. витрачається мотором,

приклад 2.Судно рухається із швидкістю 56 км/год (рис. 16.4). Двигун розвиває потужність 1200 квт. Визначити силу опору води руху судна. ККД машини 0,4.

Рішення

1. Визначаємо корисну потужність, що використовується на рух із заданою швидкістю:

2. За формулою для корисної потужності можна визначити рушійну силу судна з урахуванням умови α = 0. При рівномірному русі рушійна сила дорівнює силі опору води:

Fдв = Fcопр.

3. Швидкість руху судна v = 36*1000/3600 = 10 м/с

4. Сила опору води

Сила опору води руху судна

Fопр. = 48 кН

приклад 3.Точильний камінь притискається до оброблюваної деталі з силою 1,5 кН (рис. 16.5). Яка потужність витрачається на обробку деталі, якщо коефіцієнт тертя матеріалу каменю деталь 0,28; деталь обертається із швидкістю 100 об/хв, діаметр деталі 60 мм.

Рішення

1. Різання здійснюється за рахунок тертя між точильним каменемта оброблюваної деталлю:

приклад 4.Для того, щоб підняти волоком по похилій площині на висоту H= 10 м станину масою т== 500 кг, скористалися електричною лебідкою (рис. 1.64). Обертальний момент на вихідному барабані лебідки М= 250 Н-м. Барабан рівномірно обертається із частотою п= 30 об/хв. Для підйому станини лебідка працювала протягом t = 2хв. Визначити коефіцієнт корисної дії похилої площини.

Рішення

Як відомо,

де Ап.с. - Корисна робота; Адв - робота рушійних сил.

У прикладі корисна робота - робота сили тяжіння

Обчислимо роботу рушійних сил, тобто роботу крутного моменту на вихідному валу лебідки:

Кут повороту барабана лебідки визначається за рівнянням рівномірного обертання:

Підставивши у вираз роботи рушійних сил числові значення крутного моменту Мта кута повороту φ , Отримаємо:

Коефіцієнт корисної дії похилої площини становитиме

Контрольні питаннята завдання

1. Запишіть формули для розрахунку роботи при поступальному та обертальному рухах.

2. Вагон масою 1000 кг переміщають горизонтальним шляхом на 5 м, коефіцієнт тертя 0,15. Визначте роботу сили тяжіння.

3. Колодковим гальмом зупиняють барабан після відключення двигуна (рис. 16.6). Визначте роботу гальмування за 3 оберти, якщо сила притискання колодок до барабана 1 кН, коефіцієнт тертя 0,3.

4. Натяг гілок ремінної передачі S 1 = 700 Н, S 2 = 300 Н (рис. 16.7). Визначте крутний момент передачі.

5. Запишіть формули для розрахунку потужності при поступальному та обертальному рухах.

6. Визначте потужність, необхідну для підйому вантажу вагою 0,5 кН на висоту 10 м за 1 хв.

7. Визначте загальний ККД механізму, якщо за потужності двигуна 12,5 кВт та загальної сили опору руху 2 кН швидкість руху 5 м/с.

8. Дайте відповідь на запитання тестового завдання.

Тема 1.14. Динаміка. Робота та потужність

При підключенні електроприладів до електромережі зазвичай має значення потужність і ККД самого електроприладу. Але при використанні джерела струму в замкнутому ланцюзі важлива корисна потужність, яку він видає. Як джерело можуть застосовуватись генератор, акумулятор, батарея або елементи сонячної електростанції. Для розрахунків це важливого значення немає.

Параметри джерела живлення

При підключенні електроприладів до електроживлення та створенні замкнутого ланцюга, крім енергії Р, що споживається навантаженням, враховуються такі параметри:

• Роб. (Повна потужність джерела струму), що виділяється на всіх ділянках ланцюга;
• ЕРС - напруга, що виробляється елементом живлення;
• Р (корисна потужність), що споживається всіма ділянками мережі, крім джерела струму;
• Ро (потужність втрат), витрачена всередині батареї чи генератора;
• внутрішній опір елемента живлення;
• ККД джерела електроживлення.

Увага!Не слід плутати ККД джерела та навантаження. При високому коефіцієнті батареї в електроприладі він може бути низьким через втрати у проводах або самому пристрої, а також навпаки.

Про це докладніше.

Повна енергія ланцюга

При проходженні електричного струмупо ланцюгу виділяється тепло, чи відбувається інша робота. Акумулятор чи генератор не є винятком. Енергія, виділена на всіх елементах, включаючи дроти, називається повною. Вона розраховується за формулою Роб. = Ро. + Рпол., де:

• Роб. - Повна потужність;
• Ро. - Внутрішні втрати;
• Рпол. - Корисна потужність.

Увага!Поняття про повну потужність використовується не тільки в розрахунках повного ланцюга, але також у розрахунках електродвигунів та інших пристроїв, що споживають разом з активною реактивною енергією.

ЕРС, або електрорушійна сила, - напруга, що виробляється джерелом. Виміряти його можна лише у режимі Х.Х. (Холостого ходу). При підключенні навантаження та появі струму від значення ЕРС віднімається Uо. - Втрати напруги всередині живильного пристрою.

Корисна потужність

Корисною називають енергію, виділену у всьому ланцюгу, крім живильного пристрою. Вона обчислюється за такою формулою:

1. “U” – напруга на клемах,
2. "I" - струм у ланцюзі.

У ситуації, коли опір навантаження дорівнює опору джерела струму, вона максимальна і дорівнює 50% повної.

При зменшенні опору навантаження струм у ланцюгу зростає разом із внутрішніми втратами, а напруга продовжує падати, і при досягненні нуля струм буде максимальним і обмеженим тільки Rо. Це режим К.З. - Короткого замикання. При цьому енергія втрат дорівнює повній.

При зростанні опору навантаження струм та внутрішні втрати падають, а напруга зростає. При досягненні нескінченно великої величини (розрив мережі) і I=0 напруга дорівнюватиме ЕРС. Це режим Х.Х. - Неодруженого ходу.

Втрати всередині джерела живлення

Акумулятори, генератори та інші пристрої мають внутрішній опір. При протіканні через них струму виділяється енергія втрат. Вона розраховується за такою формулою:

де "Uо" - падіння напруги всередині приладу або різниця між ЕРС та вихідною напругою.

Внутрішній опір джерела живлення

Для розрахунку втрат Ро. необхідно знати внутрішній опір пристрою. Це опір обмоток генератора, електроліту в акумуляторі або з інших причин. Виміряти його мультиметром не завжди можливо. Доводиться користуватися непрямими методами:

• при включенні приладу в режимі холостого ходу вимірюється Е (ЕРС);
• при підключеному навантаженні визначаються Uвих. ( вихідна напруга) та струм I;
• розраховується падіння напруги всередині пристрою:

• обчислюється внутрішній опір:

Корисна енергія Р та ККД

Залежно від конкретних завдань, потрібна максимальна корисна потужність Р або максимум ККД. Умови для цього не збігаються:

• Р максимальна при R = Ro, у своїй ККД = 50%;
• ККД 100% у режимі Х.Х., при цьому Р=0.

Отримання максимальної енергії на виході пристрою живлення

Максимум Р досягається за умови рівності опорів R (навантаження) та Ro (джерела електроенергії). І тут ККД = 50%. Це режим узгодженого навантаження.

Крім нього можливі два варіанти:

• Опір R падає, струм у ланцюзі збільшується, при цьому зростають втрати напруги Uo і Ро всередині пристрою. У режимі К.З. (короткого замикання) опір навантаження дорівнює “0”, I і Ро максимальні, а ККД також 0%. Цей режим небезпечний для акумуляторів та генераторів, тому не використовується. Виняток становлять зварювальні генератори і автомобільні акумулятори, що практично вийшли з використання, які при запуску двигуна і включенні стартера працюють в режимі, близькому до "К.З.";
• Опір навантаження більше внутрішнього. І тут струм і потужність навантаження Р падають, і за нескінченно великому опорі вони дорівнюють “0”. Це режим Х.Х. (Холостого ходу). Внутрішні втрати в режимі, близькому до ХХ, дуже малі, і ККД близький до 100%.

Отже, “Р” максимальна за рівності внутрішнього і зовнішнього опорів і мінімальна інших випадках рахунок високих внутрішніх втрат при К.З малого струму як Х.Х.

Режим максимальної корисної потужності при ефективності 50% застосовується в електроніці за слабких струмів. Наприклад, телефонному апараті Рвых. мікрофона – 2 мл, і важливо максимально передати її в мережу, жертвуючи при цьому ККД.

Досягнення максимального ККД

Максимальна ефективність досягається як Х.Х. рахунок відсутності втрат потужності всередині джерела напруги Ро. У разі зростання струму навантаження ККД лінійно зменшується й у режимі К.З. дорівнює "0". Режим максимальної ефективності використовується в генераторах електростанцій, де узгоджене навантаження, максимальне корисне Ро і ККД 50% непридатні через великі втрати, що становлять половину всієї енергії.

Коефіцієнт корисної дії навантаження

Ефективність електроприладів не залежить від батареї та ніколи не досягає 100%. Виняток становлять кондиціонери та холодильники, що працюють за принципом теплового насоса: охолодження одного радіатора відбувається за рахунок нагрівання іншого. Якщо не зважити на цей момент, то ККД виходить вище 100%.

Енергія витрачається не лише на виконання корисної роботи, а й на нагрівання проводів, тертя та інші види втрат. У світильниках, крім ККД самої лампи, слід звернути увагу на конструкцію відбивача, в нагрівачах повітря - на ефективність нагрівання приміщення, а в електродвигуна - cos φ.

Знання корисної потужності елемента електроживлення необхідне виконання розрахунків. Без цього неможливо досягти максимальної ефективності роботи усієї системи.

Відео

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОВНОГО ЛАНЦЮГУ:

I-сила струму в ланцюзі; Е- електрорушійна сила джерела струму, включеного в ланцюг; R-опір зовнішнього ланцюга; r- внутрішній опір джерела струму.

ПОТУЖНІСТЬ, ВИДІЛЮВАНА У ЗОВНІШНІМ ЛАНЦЮГІ

. (2)

З формули (2) видно, що при короткому замиканні ланцюга ( R®0) та при R® ця потужність дорівнює нулю. При всіх інших кінцевих значеннях R потужність Р 1 > 0. Отже, функція Р 1 має максимум. Значення R 0 , відповідне максимальної потужності, можна отримати, диференціюючи Р 1 R і прирівнюючи першу похідну до нуля:

. (3)

З формули (3), з урахуванням того, що R та r завжди позитивні, а Е? 0, після нескладних алгебраїчних перетворень отримаємо:

Отже, потужність, що виділяється у зовнішньому ланцюзі, досягає найбільшого значенняпри опорі зовнішнього кола рівному внутрішньому опору джерела струму.

При цьому сила струму в ланцюзі (5)

дорівнює половині струму короткого замикання. При цьому потужність, що виділяється у зовнішньому ланцюзі, досягає свого максимального значення, рівного

Коли джерело замкнено на зовнішній опір, то струм протікає і всередині джерела і при цьому на внутрішньому опорі джерела виділяється деяка кількість тепла. Потужність, що витрачається на виділення цього тепла, дорівнює

Отже, повна потужність, що виділяється у всьому ланцюзі, визначиться формулою

= I 2(R+r) = IE (8)

КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇ

КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇджерела струму дорівнює . (9)

З формули (8) випливає, що

тобто. Р 1 змінюється зі зміною сили струму в ланцюзі за параболічним законом і набуває нульових значень при I = 0 і при . Перше значення відповідає розімкнутому ланцюгу (R>> r), друге – короткому замиканню (R<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

Таким чином, к.п.д. досягає найбільшого значення h = 1 у разі розімкнутого ланцюга (I = 0), а потім зменшується за лінійним законом, звертаючись у нуль при короткому замиканні.

Залежність потужностей Р 1 Р повн = EI і к.п.д. джерела струму від сили струму в ланцюзі показано на рис.1.

Рис.1. I 0 E/r

З графіків видно, що отримати одночасно корисну потужність та к.п.д. неможливо. Коли потужність, що виділяється на зовнішній ділянці ланцюга Р 1 досягає найбільшого значення, к.п.д. у цей час дорівнює 50%.

МЕТОДИКА І ПОРЯДОК ВИМІРЮВАНЬ

Зберіть на екрані ланцюг, показаний на рис. 2. Для цього спочатку клацніть лівою кнопкою миші над кнопкою е.р.с. у нижній частині екрану. Перемістіть маркер миші на робочу частину екрана, де розташовані точки. Клацніть лівою кнопкою миші в робочій частині екрана, де буде розташоване джерело е.р.с.

Розмістіть далі послідовно з джерелом резистор, що зображує його внутрішній опір (натиснувши попередньо кнопку в нижній частині екрана) та амперметр (кнопка там же). Потім розташуйте аналогічним чином резистори навантаження і вольтметр, що вимірює напругу на навантаженні.

Підключіть з'єднувальні дроти. Для цього натисніть кнопку дроту внизу екрана, після чого перемістіть маркер миші до робочої зони схеми. Клацніть лівою кнопкою миші в місцях робочої зони екрана, де повинні бути з'єднувальні дроти.

4. Встановіть параметри для кожного елемента. Для цього клацніть лівою кнопкою миші на кнопці зі стрілкою. Потім натисніть на даному елементі. Підведіть маркер миші до двигуна регулятора, натисніть на ліву кнопку миші і, утримуючи її в натиснутому стані, змінюйте величину параметра і встановіть числове значення, позначене в таблиці 1 для вашого варіанту.

Таблиця 1. Вихідні параметри електричного кола

варіанти

5. Встановіть опір зовнішнього ланцюга 2 Ом, натисніть кнопку «Рахунок» та запишіть показання електровимірювальних приладів у відповідні рядки таблиці 2.

6. Послідовно збільшуйте за допомогою двигуна регулятора опір зовнішнього ланцюга на 0,5 Ом від 2 до 20 Ом і, натискаючи кнопку «Рахунок», записуйте показання електровимірювальних приладів у таблицю 2.

7. Обчисліть за формулами (2), (7), (8), (9) Р 1 , Р 2 , Р повно hдля кожної пари показань вольтметра та амперметра та запишіть розраховані значення в табл.2.

8. Побудуйте на одному аркуші міліметровому папері графіки залежності P 1 = f(R), P 2 = f(R), P повно =f(R), h = f(R) та U = f(R).

9. Розрахуйте похибки вимірювань та зробіть висновки за результатами проведених дослідів.

Таблиця 2. Результати вимірювань та розрахунків

P повний, ВТ

Запитання та завдання для самоконтролю

1. Запишіть закон Джоуля-Ленца в інтегральній та диференційній формах.
2. Що таке струм короткого замикання?
3. Що таке повна потужність?
4. Як обчислюється к.п.д. джерела струму?
5. Доведіть, що найбільша корисна потужність виділяється за рівності зовнішнього та внутрішнього опорів ланцюга.
6. Чи вірно твердження, що потужність, що виділяється у внутрішній частині ланцюга, постійна для цього джерела?
7. До затискачів батарейки кишенькового ліхтаря приєднали вольтметр, який показав 3,5 Ст.
8. Потім вольтметр від'єднали і його місце підключили лампу, на цоколі якої було написано: Р=30 Вт, U=3,5 У. Лампа не горіла.
9. Поясніть явище.
10. При почерговому замиканні акумулятора на опори R1 і R2 в них за той самий час виділилася рівна кількість тепла. Визначте внутрішній опір акумулятора.