ЛЕКЦИЯ 2 ЗАКОНЫ КИРХГОФА и РЕЖИМЫ РАБОТЫ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Законы Кирхгофа справедливы для линейных и нелинейных цепей при постоянных и переменных напряжениях и токах.
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.
Математическая запись
Пример а узел а:
Физически первый закон Кирхгофа – это закон непрерывности электрического тока
ВТОРОЙ ЗАКОН КИРХГОФА Для любого контура цепи алгебраическая сумма напряжений на пассивных элементах равна алгебраической сумме ЭДС и напряжений на источниках тока
Аналитическое выражение второго закона Кирхгофа
ПРИМЕР U 1 UJ J I 1 R 1 E 2 U 3 R 2 R 3 I 3 U 2 U 4 R 5 E 1 I 2 U 5 1 контур: U 1+U 3+U 2= UJ 2 контур: -U 5 -U 4 -U 3 = - E 1 –E 2 I 1 R 1+I 3 R 3+I 1 R 2 = UJ I 2(R 5+R 4)+I 3 R 3= E 1+E 2
Физически второй закон Кирхгофа характеризует равновесие напряжений в любом контуре цепи
Режимы работы источника энергии I E Rв Rн UВ U Uн
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 R H > RB , η = РН / Р И РН – мощность в нагрузке, РИ - мощность источника энергии
Режим холостого хода источника энергии (ХХ) Е Uхх RВ 8 RH I=0 UXX = E PH = 0
Режим короткого замыкания источника энергии RH = 0 Е RB I I = E / RB U H= 0 PH = 0 max
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
Расчет мощности, развиваемой источником энергии • РИ = I 2(RB + RH) = E 2 / (RB + RH) • XX: PИ = 0. • КЗ : I = IКЗ = Е / RB max, PИ = Е 2/ RB • При RB = RH : PИ = Е 2/2 RB
Расчет мощности, передаваемой в нагрузку • • РН = I 2 RH = E 2 RH / (RH+RB)2 XX: I = 0, PH = 0 КЗ: RH= 0, I = E/ RB , PH = 0 Определим максимум функции • Решение RH = RB , PH= E 2/4 RB
Расчет к. п. д. источника энергии при различных значениях RH • В общем виде: η = РН/РИ = RH E 2(RB+ RH)/ E 2(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
Графическое отображение E 2/R P, η η B 0, 5 Ри E 2/2 RB E 2/4 RB РН 1 RH/RB
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.
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 2 ЗАКОНЫ КИРХГОФА и РЕЖИМЫ РАБОТЫ ИСТОЧНИКОВ
ЛЕКЦИЯ 2-22.ppt