Электрическая энергия и электрическая мощность
Электрическая энергия
Изобразим схему простейшей электрической цепи, состоящей из источника ЭДС с внутренним сопротивлением и приемника с сопротивлением (рис. 1.13). Из закона Ома (1.9) . Учитывая, что , запишем . (1.13) Умножим левую и правую части уравнения на , (1.14) где – работа (энергия) источника. Так как , то (1.15) где – энергия, передаваемая потребителю; – энергия, расходуемая на потери во внутреннем сопротивлении источника. Следует отметить, что работа и энергия – понятия равноценные. Энергия – способность источника совершать работу. Чтобы измерить энергию источника, надо измерить работу, которую он совершает, расходуя эту энергию. Размерность энергии В·А·с = Дж. На практике за единицу энергии принимают 1 кВт·ч = 3600000 Дж.
Электрическая мощность Электрическая мощность – это физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии (1.16) Размерность мощности – ватт (вт). 1 вт – мощность, при которой за одну секунду совершается работа в один джоуль. Мощность, отдаваемая (полезная) источником энергии потребителю (приемнику) (1.17) Потери мощности во внутреннем сопротивлении . (1.18) При работе источника на нагрузку в виде сопротивления преобразование электрической энергии в электрическую мощность выражают с помощью закона Джоуля-Ленца. Мощность, выделяемая (или потребляемая) в сопротивлении R: .
КПД источника энергии Отношение мощности приемника (полезной мощности) к мощности источника энергии называется его коэффициентом полезного действия (КПД): (1.19) Из последней формулы видно, что чем меньше внутреннее сопротивление , тем выше КПД источника. Определим, при каком условии источник энергии развивает полезную максимальную мощность. Преобразуем формулу (1.17), учитывая (1.9) . (1.20) Исследуем уравнение (1.20) на максимум (1.21) отсюда . Тогда формула (1.20) приобретает вид . (1.22) Таким образом, источник ЭДС развивает максимальную полезную мощность, когда внешнее сопротивление равно внутреннему сопротивлению источника. Однако такой режим является невыгодным, так как в этом случае 50 % энергии теряется во внутреннем сопротивлении источника (1.23) Режим цепи, при котором внешнее сопротивление цепи равно внутреннему сопротивлению источника энергии, называется режимом согласованной нагрузки. Такой режим используется в телемеханике, электросвязи и автоматике, где передаются малые мощности. Мощные источники, как правило, работают на приемник сопротивлением = (10...20) , обеспечивая максимальный КПД (более 95 %).
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (303)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |