直流電路

在單個電路中,直流電動勢從負極指向正極的直流電動勢電路會激發相同方向的電流 I,該電流由下式確定 歐姆定律 對於整個鏈:

I = E / (R + R 星期二),

其中 R 是由接收器和連接線組成的外部電路的電阻,RW 是包括電源在內的內部電路的電阻。

如果電路所有元件的電阻不取決於電流和電動勢的值和方向,那麼它們以及電路本身都稱為線性電阻。

在具有單一電能源的單迴路線性直流電路中,電流與 EMF 成正比,與電路的總電阻成反比。

單個直流電路的電氣圖

米。 1.直流單路電路圖

從上面的公式可以得出 E — RwI = RI,其中 I = (E — PvI) / R 或 I = U / R,其中 U = E — RwI 是電能源的電壓,從正極到負極。

直流電路在 EMF 不變的情況下,如果內部電路的電阻 Rw = const,則電壓僅取決於電流,這決定了電能源內部的電壓降 RwAz。

表達式 I = U / R 是 電路部分的歐姆定律, 到施加電壓 U 的端子,與同一位置的電流 I 方向一致。

E = const 和 RW = const 時的電壓與電流 U(I) 稱為線性電源的外部或伏安特性(圖 2),根據它可以確定任何電流 I相應的電壓 U 並根據公式 ,給出如下 - 計算電能接收器的功率:

P2 = RI2 = E2R / (R + RTuesday)2,

電能來源:

P1 = (R + RTuesday) Az2 = E2 / (R + RTuesday)

以及安裝在直流電路中的效率:

η = P2 / P1 = R / (R + Rwt) = 1 / (1 + RWt / R)

電能源的外部特性

米。 2.電能源的外在(伏安)特性

電能源的電流-電壓特性的點 X 對應於空閒模式 (x.x.) 在開路中,當電流 Azx = 0 且電壓 Ux = E 時。

如果電壓和電流對應於電能源護照中給出的標稱值 Unom 和 Aznom,則 H 點確定標稱模式。

K點表徵短路模式(短路),當電能源的端子彼此連接時發生,其中外部電阻R = 0。在這種情況下,會出現短路電流 Azk = E / Rwatt,它比標稱電流 Aznom 高幾倍,因為 源內阻 電能Rw < R。在這種模式下,電源端子處的電壓 Uk = 0。

C 點對應於匹配模式,其中外部電路的電阻 R 等於內部目標 Rwatt 電能源的電阻。在這種模式下,有電流Ic=E/2R,外電路功率對應最高功率P2max=E2/4RW,安裝效率(efficiency)ηc=0.5。

合同製度,其中:

P2 / P2max = 4R2 / (R + Rtu)2 = 1 和 Ic = E / 2R = I

電能接收器的相對功率和安裝效率對接收器相對電阻的依賴關係圖

米。 3. 電能接收器的相對功率和安裝效率對接收器相對電阻的依賴關係圖

在發電廠中,電路模式與協調模式有很大不同,並且由於接收器的電阻 R Rvat 而以電流 I << Ic 為特徵,因此此類系統的運行效率很高。

通過用等效電路代替電路中的現象,簡化了對它們的研究——具有理想元素的數學模型,每個理想元素都由一個特徵和從掃描元素的參數中獲取的參數來表徵。這些圖充分反映了電路的特性,如果滿足某些條件,有助於分析電路的電氣狀況。

在具有有源元件的等效電路中,使用理想 EMF 源和理想電流源。

理想的 EMF 源的特徵是恆定的 EMF、E 和等於零的內阻,因此這種源的電流由連接的接收器的電阻決定,理論上短路會產生電流和功率趨於無窮大的值。

理想電源具有趨向於無限大值的內阻和恆定電流 Azdo,無論其端子處的電壓如何,等於短路電流,因此連接到負載的負載無限增加源伴隨著理論上無限的電壓和功率增加。

具有真實電能源和電阻器的電路的備用電路,a - 具有理想的 EMF 源,b - 具有理想的電流源

米。 4. 具有實際電能源和電阻器的電路的備用電路,a - 具有理想的 EMF 源,b - 具有理想的電流源。

具有電動勢 E、內阻 Rvn 和短路電流 Ic 的實際電能源可以分別由包含理想電動勢源或理想電流源的等效電路表示,電阻元件串聯和並聯,其特徵真實源的內部參數和限制所連接接收器的功率(圖 4,a,b)。

如果接收器的電阻與真實電源的內阻相比較大,即當它們處於接近空閒模式的狀態時,真實電能源將在接近理想 EMF 源狀態的狀態下運行。

在工作模式接近模式的情況下 短路,實際源接近理想電流源,因為接收器的電阻與實際源的內阻相比較小。


直流電路

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