Для повної потужності можна записати

тобто повна потужність лінійно залежить від сили струму I в навантаженні. Корисна потужність розраховується за формулою

Якщо скористатися законом Ома для замкненого кола (8) або U = IR = e - Ir (9),

отримаємо P = I e - I 2 r (10)

З цієї формули випливає, що корисна потужність P при збільшенні сили струму I в навантаженні змінюється по параболічного закону.

Можна виділити три режими для джерела струму:

1) режим холостого ходу або обрив ланцюга R = ¥;

2) режим навантаження 0

3) режим короткого замикання R = 0.

Корисна потужність P дорівнює нулю при I = 0 (режим 1) і при Iкз = / r (режим 3). У режимі навантаження найбільш вигідним є випадок, коли корисна потужність досягає

максимуму. Відповідне значення сили струму I * можна знайти з умови ¶P / ¶I = 0:

Максимальна корисна потужність Pmax = (12)

Порівнюючи (8) і (11). бачимо, що корисна потужність максимальна при R = r (13).

Для ккд джерела справедливо наступне вираження з урахуванням (9)

Так як і r постійні величини для даного джерела то залежність від I носить лінійний характер, причому = 1 при I = 0 і = 0 в режимі короткого замикання.

Схема установки дана на рис.4. частина

установки I є активним двухполюсні-

ком, точки 1 і 2 - його вихідні клеми. ця

частина, яка містить потенціометр Rп і источ-

нік струму. служить моделлю досліджуваного

джерела струму, ЕРС і внутрішній сопротів-

ня якого рівні.

;

Частина П схеми - ланцюг навантаження містить два резистора: високоомний R Н1 і низькоомним R Н2. а також вольтметр V і амперметр А.

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1. Перевірте справність ланцюгів. Встановіть максимальний опір резисторів R Н1 і Rн2. обертаючи їх рукоятки до упору проти годинникової стрілки. Тумблери "Мережа" і "Навантаження" повинні бути вимкнені.

2. Увімкніть живлення установки і цифрового вольтметра.

3. У режимі холостого ходу (навантаження відключена) напруга на вихідних клемах двухполюсника одно ЕРС досліджуваного джерела. Значення слід визначити кілька разів: на початку, в середині і в кінці вимірювань. При обробці результатів використовуйте середнє значення <>.

4. Зніміть залежність напруги U від сили струму I в навантаженні, змінюючи її опір від R = до R = 0.

Число експериментальних пар значень повинно бути не менше 15.

5. Розрахуйте корисну, повну потужності, ККД, а також опір навантаження R в кожному випадку.

6. Побудуйте графіки залежності корисної, повної потужності і ккд від сили струму в навантаженні, розмістивши їх в одному полі.

7. Знайдіть внутрішній опір джерела r. Перевірте, чи виконується умова (13).

1. Напишіть закон Ома для ділянки кола, для замкненого кола.

2. Що таке ЕРС джерела струму? Як визначити ЕРС експериментально?

3. Що називають корисною потужністю джерела струму? Як залежить ця потужність від сили струму в

навантаженні? За якої умови значення корисної потужності має максимальне значення?

4. Що таке повна потужність джерела струму? Яка її залежність від сили струму в навантаженні?

5. Що таке ккд джерела? Який ККД при максимальній корисної потужності?

6. Які режими можна виділити для джерела струму? Як змінюється опір навантаження

при переході від холостого ходу до короткого замикання? Який режим найбільш

ЛІТЕРАТУРА: [2. § 31,33-35; 3. § 5.2; 6.8]