Главная страница
Навигация по странице:

  • 2. Краткое теоретическое содержание

  • Определения основных физических понятий, объектов, процессов величин

  • Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчетные формулы. Пояснения к физическим величинам и их единицы измерения

  • 3. Основные расчетные формулы

  • 4. Схема установки

  • 5. Формулы для расчёта погрешностей

  • 6. Результаты измерений


    		•

    Зависимость мощности и КПД источника тока от нагрузки. 5 Зависимость мощности и КПД источника тока от нагрузки. Исследование зависимости полезной и полной мощности источника тока. 3 Определение зависимости кпд источника тока от сопротивления нагрузки


    Скачать 216.14 Kb.
    НазваниеИсследование зависимости полезной и полной мощности источника тока. 3 Определение зависимости кпд источника тока от сопротивления нагрузки
    АнкорЗависимость мощности и КПД источника тока от нагрузки
    Дата25.03.2023
    Размер216.14 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла5 Зависимость мощности и КПД источника тока от нагрузки.docx
    ТипИсследование
    #1014532

    1. Цель работы: 1) Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника тока. 2) Исследование зависимости полезной и полной мощности источника тока. 3) Определение зависимости КПД источника тока от сопротивления нагрузки.

    2. Краткое теоретическое содержание

    1. Явление, изучаемое в работе: изучается явление электрического тока

    Определения основных физических понятий, объектов, процессов величин

    Постоянный ток- ток, сила тока и направление которого не меняются со временем.

    Источник тока – это устройство, которое создает и поддерживает разность потенциалов за счет действия сторонних сил.

    Холостой ход – режим работы источника, при котором сопротивление стремится к бесконечности (цепь разомкнута).

    Короткое замыкание – режим работы источника, при котором сопротивление стремится к нулю.

    Согласованный ход – режим работы источника,при котором внутренне и внешнее сопротивления равны.

    Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчетные формулы. Пояснения к физическим величинам и их единицы измерения

    Закон Ома - сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника:



    где – ЭДС источника [ ]= В; – сила тока [ ]=А; – внешнее сопротивление [ ]=Ом; – внутренне сопротивление [ ]=Ом.

    3. Основные расчетные формулы:

    Внутреннее сопротивление:

    ,

    где – напряжение в i-том опыте [ ] =В; – напряжение в k-том опыте [ ] =В; - сила тока в k-том опыте [ ]= А; – сила тока в i-том опыте [ ]=А

    Электродвижущая сила источника:

    ,

    где – ЭДС источника [ ]= В; – сила тока [ ]=А; – внешнее сопротивление [ ]=Ом; – внутренне сопротивление [ ]=Ом.

    Полная мощность:

    ,

    где – ЭДС источника [ ]= В ; – сила тока [ ]=А

    Полезная мощность:

    ,

    где – сила тока [ ]=А; U– напряжение [U] =В

    КПД:

    ,

    где – полная мощность [ ]=Вт; - полезная мощность [ = Вт

    Потери мощности на источнике



    где ε ­– – ЭДС источника [ ]= В ; – внешнее сопротивление [ ]=Ом; – внутренне сопротивление [ ]=Ом.

    4. Схема установки:



    Рис. 1. Электрическая схема лабораторной установки


    5. Формулы для расчёта погрешностей

    Погрешности косвенных измерений

    1) относительная погрешность r:

    ;

    2) абсолютная погрешность r:

    ;

    4) относительная погрешность :

    ;

    5) абсолютная погрешность :

    .

    Погрешности прямых измерений





    6. Результаты измерений:

    Таблица 1. Изменение параметров нестабилизированного источника электроэнергии

    №
    I, мA
    U, B
    R, Ом
    P полн., Вт
    Р полезн., Вт
    r, Ом
    E, B
    η, %
    Рr, Вт

    1
    0,1980
    0,15
    0
    1,459
    0,030
    34,78
    7,37
    2,04%
    1,562

    2
    0,1560
    1,65
    10
    1,150
    0,257
    22,39%
    0,942

    3
    0,1280
    2,61
    20
    0,943
    0,334
    35,41%
    0,630

    4
    0,1080
    3,27
    30
    0,796
    0,353
    44,37%
    0,450

    5
    0,0940
    3,77
    40
    0,693
    0,354
    51,15%
    0,338

    6
    0,0840
    4,15
    50
    0,619
    0,349
    56,31%
    0,263

    7
    0,0740
    4,46
    60
    0,545
    0,330
    60,51%
    0,210

    8
    0,0640
    4,69
    70
    0,472
    0,300
    63,63%
    0,172

    9
    0,0620
    4,89
    80
    0,457
    0,303
    66,35%
    0,143

    10
    0,0580
    5,06
    90
    0,427
    0,293
    68,66%
    0,121

    11
    0,0540
    5,20
    100
    0,398
    0,281
    70,55%
    0,104

    12
    0,0300
    5,99
    200
    0,221
    0,180
    81,27%
    0,034

    13
    0,0220
    6,31
    300
    0,162
    0,139
    85,62%
    0,017

    14
    0,0180
    6,49
    400
    0,133
    0,117
    88,06%
    0,010

    15
    0,0140
    6,60
    500
    0,103
    0,092
    89,55%
    0,007

    16
    0,0120
    6,69
    600
    0,088
    0,080
    90,77%
    0,005

    17
    0,0100
    6,76
    700
    0,074
    0,068
    91,72%
    0,003

    18
    0,0100
    6,81
    800
    0,074
    0,068
    92,40%
    0,003

    19
    0,0085
    6,85
    900
    0,063
    0,058
    92,94%
    0,002

    20
    0,0080
    6,90
    1000
    0,059
    0,055
    93,62%
    0,002

    Таблица 2. Изменение параметров стабилизированного источника электроэнергии

    №
    I, мA

    U, B
    R, Ом
    P полн., Вт
    Р полезн., Вт
    r, Ом
    E, B
    η, %
    Рr, Вт

    1
    0,246
    5,09
    20
    1,336
    1,331
    0,08
    5,43
    99,62%
    5,04

    2
    0,168
    5,10
    30
    0,912
    0,910
    99,74%
    2,35

    3
    0,126
    5,10
    40
    0,684
    0,683
    99,81%
    1,32

    4
    0,102
    5,10
    50
    0,554
    0,553
    99,84%
    8,67

    5
    0,086
    5,10
    60
    0,467
    0,466
    99,87%
    6,16

    6
    0,074
    5,10
    70
    0,402
    0,401
    99,89%
    4,56

    7
    0,062
    5,10
    80
    0,337
    0,336
    99,90%
    3,20

    8
    0,058
    5,10
    90
    0,315
    0,315
    99,91%
    2,80

    9
    0,052
    5,10
    100
    0,282
    0,282
    99,92%
    2,25

    10
    0,027
    5,10
    200
    0,147
    0,147
    99,96%
    6,07

    11
    0,018
    5,10
    300
    0,098
    0,098
    99,97%
    2,70

    12
    0,014
    5,10
    400
    0,076
    0,076
    99,98%
    1,63

    13
    0,012
    5,10
    500
    0,065
    0,065
    99,98%
    1,20

    14
    0,01
    5,10
    600
    0,054
    0,054
    99,98%
    8,33

    15
    0,009
    5,10
    700
    0,049
    0,049
    99,99%
    6,75

    16
    0,008
    5,10
    800
    0,043
    0,043
    99,99%
    5,33

    17
    0,007
    5,10
    900
    0,038
    0,038
    99,99%
    4,08

    18
    0,006
    5,10
    1000
    0,033
    0,033
    99,99%
    3,00

    7. Расчеты:

    1. Вычисления:

    Примеры вычислений для таблицы 1 (аналогичны для таблицы 2).

    Расчетное внутреннее сопротивление:



    Расчетная ЭДС:



    Расчетная мощность:









    Расчет погрешности:

    1. Относительная погрешность r:

    Нестабилизированный источник

    ;

    .



    ;

    .

    2) Абсолютная погрешность r:

    Нестабилизированный источник

    ;

    .





    .

    4) Относительная погрешность :

    Нестабилизированный источник

    ;

    .

    Стабилизированный источник
    ;

    .

    5) Абсолютная погрешность :

    Нестабилизированный источник

    =16,51.

    Стабилизированный источник



    1. Окончательный результат:

    Нестабилизированный источник



    В





    В

    8. Графический материал



    Рис. 2. Зависимость мощности, напряжения и КПД от тока при разных режимах работы нестабилизированного источника
    Рис. 3. Зависимость мощности потерь нестабилизированного источника от сопротивления нагрузки


    Рис. 5. Зависимость полной мощности нестабилизированного источникаот сопротивления нагрузки



    Рис. 6. Зависимость полезной мощности нестабилизированного источника от сопротивления нагрузки



    Рис. 7. Зависимость КПД нестабилизированного источника от сопротивления нагрузки



    Рис. 8. Зависимость полной и полезной мощности от тока при разных режимах работы стабилизированного источника


    Рис. 9. Зависимость мощности потерь источника от тока при разных режимах работы стабилизированного источника



    Рис. 10. Зависимость КПД источника от тока при разных режимах работы стабилизированного источника



    Рис. 11. Зависимость мощности потерь стабилизированного источника от сопротивления нагрузки

    Рис. 12. Зависимость полной мощности стабилизированного источника от сопротивления нагрузки

    Р ис. 13. Зависимость полезной мощности стабилизированного источника от сопротивления нагрузки

    Рис. 14. Зависимость КПД стабилизированного источника от сопротивления нагрузки

    9. Вывод: в ходе лабораторной работы были определены ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока. Также по закону Ома для замкнутой цепи были рассчитаны ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.

    написать администратору сайта