ЛЕКЦИЯ 2
ПЕРВЫЙ ЗАКОН КИРХГОФА
Математическая запись
Пример
ВТОРОЙ ЗАКОН КИРХГОФА
Аналитическое выражение второго закона Кирхгофа
Режимы работы источника энергии
Номинальный режим работы источника энергии
Режим холостого хода источника энергии (ХХ)
Режим короткого замыкания источника энергии
Согласованный режим работы источника энергии
Расчет мощности, развиваемой источником энергии
Расчет мощности, передаваемой в нагрузку
Расчет к.п.д. источника энергии при различных значениях RH
Графическое отображение
Примечание
202.00K
Категория: ФизикаФизика

Законы Кирхгофа и режимы работы источников энергии. (Лекция 2)

1. ЛЕКЦИЯ 2

ЗАКОНЫ КИРХГОФА и
РЕЖИМЫ РАБОТЫ
ИСТОЧНИКОВ
ЭНЕРГИИ

2.

Законы Кирхгофа
справедливы для линейных
и нелинейных цепей при
постоянных и переменных
напряжениях и токах.

3. ПЕРВЫЙ ЗАКОН КИРХГОФА

Для любого узла цепи
алгебраическая сумма токов
равна нулю.
Причем со знаком “ + ”принимаются токи,
выходящие из узла, входящие в узел токи
принимаются со знаком «-».
Можно и наоборот обозначать направления
токов.

4. Математическая запись

i
0
k

5. Пример

i2
i1
а
i3
узел а:
i1 i 2 i 3 0

6.

Физически первый закон
Кирхгофа –
это закон непрерывности
электрического тока

7. ВТОРОЙ ЗАКОН КИРХГОФА

Для любого контура цепи
алгебраическая сумма напряжений
на пассивных элементах
равна алгебраической сумме
ЭДС и напряжений на источниках
тока

8. Аналитическое выражение второго закона Кирхгофа

i k R k ek u J k

9.

Например:
i1
R1
+
uJ
u
J
R2
e
i2
i1R 1 i 2 R 2 u e u J

10.

Физически второй закон
Кирхгофа характеризует
равновесие напряжений
в любом контуре цепи

11. Режимы работы источника энергии

I
E



I

U
E


12. Номинальный режим работы источника энергии

• Номинальный режим – это режим работы
источника энергии, рекомендуемый
заводом изготовителем
• Гарантируется высокая надежность и
долговечность работы, высокий
коэффициент полезного действия
RH > RB ,
η = РН / РИ
РН – мощность в нагрузке,
РИ - мощность источника энергии

13. Режим холостого хода источника энергии (ХХ)

Е
Uхх

8
RH
I=0
UXX = E
PH = 0

14. Режим короткого замыкания источника энергии

RH = 0
Е
RB
I
I = E / RB
UH= 0
PH = 0
max

15. Согласованный режим работы источника энергии

• Согласованный режим – это режим,
когда в нагрузке выделяется
максимальная мощность. При этом
к.п.д. меньше, чем при номинальном
режиме.
• РН= f(RH / RB)- мощность,
передаваемая в нагрузку
• РИ = f(RH / RB) – мощность,
развиваемая источником

16. Расчет мощности, развиваемой источником энергии

• РИ = I2(RB + RH) = E2 / (RB + RH)
• XX: PИ = 0.
• КЗ : I = IКЗ = Е / RB
max, PИ = Е2/ RB
• При RB = RH : PИ = Е2/2RB

17. Расчет мощности, передаваемой в нагрузку


РН = I2RH = E2RH / (RH+RB)2
XX: I = 0, PH = 0
КЗ: RH= 0, I = E/ RB , PH = 0
Определим максимум функции

¶RH
æ
ö
RH
ç
÷ 0
2
ç( R R ) ÷
B
è H
ø
• Решение RH = RB , PH= E2/4RB

18. Расчет к.п.д. источника энергии при различных значениях RH

• В общем виде:
η = РН/РИ = RH E2(RB+ RH)/ E2(RB+ RH)2 =
= RH /(RH+ RB) = 1/(1+RB/ RH)
При КЗ η = 0
В согласованном режиме (RB= RH)
η = 0.5 или 50%
В номинальном режиме η > 0.5
при RB< RH

19. Графическое отображение

E /RB
2
P, η
η
0,5
Ри
E2/2RB
E2/4RB
РН
1
RH/RB

20. Примечание

• В общем случае I = E / (RH +RB)
• При RB >> RH
I ~ Е / RB , т.е. ток не
зависит от величины нагрузки – это
источник тока.
• При RB << RH E ~ I RH , т.е.
напряжение (или Е) на зажимах любой
нагрузки сохраняется постоянным –
это источник э.д.с.
English     Русский Правила