最简单电路中的功率比

在本文中，我们将了解为了实现电路的最佳运行模式，源参数和接收器参数的比例应该是多少。功率比对于低电流技术也很重要。原则上，这些问题可以借助示例来解决 最简单的电路.

该电路由一个产生电能的具有电动势E和内阻Rwatt的直流电源和一个具有负载电阻Rn的接收能量接收器组成。

米。 1. 原理图解释最简单电路中的功率比

由于电源具有内阻，因此它产生的部分电能本身会转化为热能。

电路中的电流如图 1 所示。 1个

根据这个等式，我们确定接收器的功率（将电能转换为其他类型的功率）：

同样，源中的功率损耗：

源的电功率必须等于源和接收器中转换为其他类型的功率之和，即必须有一个功率平衡（对于所有电路）：

端电压 U 也可以输入到功率 Pn 的表达式中。

接收功率：

性能系数 (COP)，定义为接收器功率（有用）与开发功率之比：

该等式表明，效率取决于负载电阻与内阻之比。这些电阻的值是源开发的功率分配的决定性因素：

功率 Pn 应该被认为是有用的，源中的功率损耗 Pvt 仅决定源的加热，因此相应的能量被非生产性地消耗。

效率随着 Rn / Rvt 比率的增加而增加。

为了获得较大的效率值，必须满足比值Pn> Pwt，即电路必须工作在接近于 源空闲模式.

在实践中，可以设置两种不同的功率比要求：高效率和功率匹配。例如，当需要通过电线传输大量能量或将此能量转换为电机时，就设定了对高效率的要求。在这种情况下，即使是效率的小幅提高也能节省大量成本。

由于高能量的使用主要是高电流技术的特征，因此在该领域中有必要在接近空闲模式的模式下工作。此外，在这种模式下运行时，端电压与源电动势仅略有不同。

在低电流技术中（特别是在通信技术和测量技术中）使用非常低的电源，此外还具有很大的 内阻…在这种情况下，表征功率传输过程的效率通常是次要的，并且强调了对接收器接收功率的最大可能值的要求。

在高电流技术中，无用甚至有害的能量转换 - 能量损失随着效率的提高而减少，而在低电流技术中，通过正确协调电路中的功率，可以提高设备和设备的使用效率。

从具有 EMF 和内阻数据的源获得最大可能接收器功率 Pvmax 的条件：

由此可知，接收器最大功率的条件满足等式 Rn = RВt

因此，当接收器的电阻与电源的内阻相等时，接收器接收到的功率最大。

如果 Rn = Rw，则

对于接收器接收到的功率，我们有：

一个例子。 有了。。的帮助 热电转换器（热电偶） 内阻Rw = 5欧姆，可以得到0.05mV/°C的电压，最大温差200°C，一个指示用电设备要有什么电气数据（电阻，功率，电流）要得到转换器的最大功率。

给出两种情况的解决方案：

a) 设备直接连接到转换器；

b) 使用两根长度为 l= 1000 m 的铜线连接设备，每根铜线的横截面积 C = 1 mm2。

回答。 热电转换器端子处的最大电压等于其 EMF E = 200 * 0.05 = 10 mV。

在这种情况下，连接到电路的设备的指示应为最大值（在测量上限）。

a) 为了使设备的功率达到最大，需要使设备和转换器的电阻匹配。为此，我们选择器件的电阻等于热电偶的电阻，即Rn = Rt = 5 欧姆。

我们找到设备的最大功率：

确定电流：

b) 如果导线的电阻不能忽略，则在确定由热电偶和两条导线组成的有源双端器件的总内阻时必须考虑到它，否则接收器和接收器之间会出现不匹配电源的来源。

假设电阻率为 0.0178 μOhm-​​m，让我们找出电线的电阻：

因此，设备所需的电阻水平为：

在此内阻值下，设备的功率将最大

电路电流：

得到的结果表明，宜选用内阻值小的源，连接线的截面积要足够大。

通常，在执行此类测量时，接收器和源的重合度计算归结为这样一个事实，即从可用仪器中选择一个，对于给定或已知的测量值最大值，获得最大箭头的偏转，因此提供了最大的刻度读数精度。