الدوائر الكهربائية ذات التيار المباشر
في دائرة واحدة ، تثير الدائرة الكهربائية ذات التيار الكهرومغناطيسي المباشر الموجه داخل مصدر الطاقة الكهربائية من القطب السالب إلى الموجب تيارًا I في نفس الاتجاه ، والذي يتم تحديده بواسطة قانون أوم للسلسلة بأكملها:
أنا = E / (R + RTuesday) ،
حيث R هي مقاومة الدائرة الخارجية التي تتكون من جهاز الاستقبال وأسلاك التوصيل ، RW هي مقاومة الدائرة الداخلية التي تتضمن مصدر الطاقة الكهربائية.
إذا كانت مقاومات جميع عناصر الدائرة الكهربائية لا تعتمد على قيمة واتجاه التيار الكهرومغناطيسي ، فعندئذٍ يُطلق عليها ، وكذلك الدائرة نفسها ، اسم خطي.
في دائرة كهربائية خطية أحادية الحلقة مع مصدر واحد للطاقة الكهربائية ، يتناسب التيار بشكل مباشر مع EMF ويتناسب عكسيًا مع المقاومة الكلية للدائرة.
أرز. 1. رسم تخطيطي لدائرة كهربائية أحادية الدائرة ذات تيار مباشر
من الصيغة أعلاه ، يتبع ذلك E - RwI = RI ، حيث I = (E - PvI) / R أو I = U / R ، حيث U = E - RWI هو جهد مصدر الطاقة الكهربائية ، والذي يتم توجيهه من القطب الموجب للقطب السالب.
التعبير I = U / R هو قانون أوم لقسم من الدائرة، على المحطات التي يطبق عليها الجهد U ، بالتزامن في الاتجاه مع التيار I في نفس الموقع.
يُطلق على الجهد مقابل التيار U (I) عند E = const و RW = const السمة الخارجية أو خاصية فولت أمبير لمصدر خطي للطاقة الكهربائية (الشكل 2) ، والتي وفقًا لها يمكن لأي تيار I تحديد الجهد المقابل U ووفقًا للصيغ الواردة أدناه - احسب قدرة مستقبل الطاقة الكهربائية:
P2 = RI2 = E2R / (R + RTuesday) 2 ،
مصدر الطاقة الكهربائية:
P1 = (R + RTuesday) Az2 = E2 / (R + RTuesday)
وكفاءة التركيب في دوائر التيار المستمر:
η = P2 / P1 = R / (R + RWt) = 1 / (1 + RWt / R)
أرز. 2. الخارجية (فولت أمبير) خاصية مصدر الطاقة الكهربائية
تتوافق النقطة X الخاصة بخاصية الجهد الحالي لمصدر الطاقة الكهربائية مع وضع الخمول (x.x.) في دائرة مفتوحة ، عندما يكون التيار Azx = 0 والجهد Ux = E.
تحدد النقطة H الوضع الاسمي إذا كان الجهد والتيار يتوافقان مع قيمهما الاسمية Unom و Aznom ، الواردة في جواز سفر مصدر الطاقة الكهربائية.
تميز النقطة K وضع الدائرة القصيرة (ماس كهربائى) ، والذي يحدث عندما يتم توصيل أطراف مصدر الطاقة الكهربائية ببعضها البعض ، حيث تكون المقاومة الخارجية R = 0. في هذه الحالة ، يحدث تيار ماس كهربائى Azk = E / Rwatt ، وهو أعلى مرات من التيار الاسمى Aznom بسبب حقيقة أن المقاومة الداخلية للمصدر الطاقة الكهربائية Rw <R.في هذا الوضع ، الجهد عند أطراف مصدر الطاقة الكهربائية في المملكة المتحدة = 0.
تقابل النقطة C الوضع المطابق حيث تكون مقاومة الدائرة الخارجية R مساوية لمقاومة الهدف الداخلي لمصدر روات للطاقة الكهربائية. في هذا الوضع ، يوجد تيار Ic = E / 2R ، تتوافق قوة الدائرة الخارجية مع أعلى طاقة P2max = E2 / 4RW وكفاءة (كفاءة) التثبيت ηc = 0.5.
نظام العقد حيث:
P2 / P2max = 4R2 / (R + Rtu) 2 = 1 و Ic = E / 2R = I
أرز. 3. الرسوم البيانية لاعتماد القوة النسبية لمستقبل الطاقة الكهربائية وكفاءة التثبيت على المقاومة النسبية للمستقبل
في محطات توليد الطاقة ، تختلف أوضاع الدوائر الكهربائية بشكل كبير عن الوضع المنسق وتتميز بالتيارات I << Ic بسبب مقاومة أجهزة الاستقبال R Rvat ، ونتيجة لذلك يتم تشغيل هذه الأنظمة بكفاءة عالية.
يتم تبسيط دراسة الظواهر في الدوائر الكهربائية من خلال استبدالها بدوائر مكافئة - نماذج رياضية بعناصر مثالية ، كل منها يتميز بواحد والمعلمات المأخوذة من معلمات العناصر المكنسة. تعكس هذه المخططات بالكامل خصائص الدوائر الكهربائية ، وفي حالة استيفاء شروط معينة ، تسهل تحليل الحالة الكهربائية للدوائر الكهربائية.
في الدوائر المكافئة ذات العناصر النشطة ، يتم استخدام مصدر EMF مثالي ومصدر تيار مثالي.
مصدر EMF مثالي يتميز بـ EMF ثابت و E ومقاومة داخلية تساوي الصفر ، ونتيجة لذلك يتم تحديد تيار مثل هذا المصدر من خلال مقاومة أجهزة الاستقبال المتصلة ، وتتسبب الدائرة القصيرة في التيار والطاقة نظريًا تميل إلى قيمة كبيرة بشكل لا نهائي.
يتم تعيين مصدر طاقة مثالي بمقاومة داخلية تميل إلى قيمة كبيرة بشكل لا نهائي و تيار ثابت Azdo بغض النظر عن الجهد عند أطرافه ، مساوٍ لتيار الدائرة القصيرة ، ونتيجة لذلك زيادة غير محدودة في الحمل المتصل بـ يترافق المصدر مع زيادة غير محدودة نظريًا في الجهد والطاقة.
أرز. 4. دارات احتياطية لدائرة كهربائية ذات مصدر حقيقي للطاقة الكهربائية ومقاوم ، أ- بمصدر مثالي للتيار الكهرومغناطيسي ، ب- بمصدر مثالي للتيار.
يمكن تمثيل المصادر الحقيقية للطاقة الكهربائية باستخدام EMF E والمقاومة الداخلية Rvn وتيار ماس كهربائى Ic بدارات مكافئة تتضمن مصدر emf مثالي أو مصدر تيار مثالي ، على التوالي ، مع عناصر مقاومة متصلة في سلسلة ومتوازية ، والتي تميز المعلمات الداخلية لمصدر حقيقي والحد من قدرة المستقبلات المتصلة (الشكل 4 ، أ ، ب).
تعمل المصادر الحقيقية للطاقة الكهربائية في أنظمة قريبة من نظام المصادر الكهرومغناطيسية المثالية ، إذا كانت مقاومة المستقبلات كبيرة مقارنة بالمقاومة الداخلية للمصادر الحقيقية ، أي عندما تكون في أنظمة قريبة من وضع الخمول.
في الحالات التي تكون فيها أوضاع التشغيل قريبة من الوضع دائرة مقصورة، المصادر الحقيقية تقترب من المصادر الحالية المثالية لأن مقاومة المستقبلات صغيرة مقارنة بالمقاومة الداخلية للمصادر الحقيقية.
