直流电路

在单个电路中,直流电动势从负极指向正极的直流电动势电路会激发相同方向的电流 I,该电流由下式确定 欧姆定律 对于整个链:

I = E / (R + R 星期二),

其中 R 是由接收器和连接线组成的外部电路的电阻,RW 是包括电源在内的内部电路的电阻。

如果电路所有元件的电阻不取决于电流和电动势的值和方向,那么它们以及电路本身都称为线性电阻。

在具有单一电能源的单回路线性直流电路中,电流与 EMF 成正比,与电路的总电阻成反比。

单个直流电路的电气图

米。 1.直流单路电路图

从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 是电能源的电压,从正极到负极。

直流电路在 EMF 不变的情况下,如果内部电路的电阻 Rw = const,则电压仅取决于电流,这决定了电能源内部的电压降 RwAz。

表达式 I = U / R 是 电路部分的欧姆定律, 到施加电压 U 的端子,与同一位置的电流 I 方向一致。

E = const 和 RW = const 时的电压与电流 U(I) 称为线性电源的外部或伏安特性(图 2),根据它可以确定任何电流 I相应的电压 U 并根据公式 ,给出如下 - 计算电能接收器的功率:

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

电能来源:

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

以及安装在直流电路中的效率:

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

电能源的外部特性

米。 2.电能源的外在(伏安)特性

电能源的电流-电压特性的点 X 对应于空闲模式 (x.x.) 在开路中,当电流 Azx = 0 且电压 Ux = E 时。

如果电压和电流对应于电能源护照中给出的标称值 Unom 和 Aznom,则 H 点确定标称模式。

K点表征短路模式(短路),当电能源的端子彼此连接时发生,其中外部电阻R = 0。在这种情况下,会出现短路电流 Azk = E / Rwatt,它比标称电流 Aznom 高几倍,因为 源内阻 电能Rw < R。在这种模式下,电源端子处的电压 Uk = 0。

C 点对应于匹配模式,其中外部电路的电阻 R 等于内部目标 Rwatt 电能源的电阻。在这种模式下,有电流Ic=E/2R,外电路功率对应最高功率P2max=E2/4RW,安装效率(efficiency)ηc=0.5。

合同制度,其中:

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

电能接收器的相对功率和安装效率对接收器相对电阻的依赖关系图

米。 3. 电能接收器的相对功率和安装效率对接收器相对电阻的依赖关系图

在发电厂中,电路模式与协调模式有很大不同,并且由于接收器的电阻 R Rvat 而以电流 I << Ic 为特征,因此此类系统的运行效率很高。

通过用等效电路代替电路中的现象,简化了对它们的研究——具有理想元素的数学模型,每个理想元素都由一个特征和从扫描元素的参数中获取的参数来表征。这些图充分反映了电路的特性,如果满足某些条件,则有助于分析电路的电气状况。

在具有有源元件的等效电路中,使用理想 EMF 源和理想电流源。

一个理想的 EMF 源,其特征在于恒定的 EMF、E 和等于零的内阻,因此这种源的电流由连接的接收器的电阻决定,理论上短路会产生电流和功率趋于无穷大的值。

理想电源具有趋向于无限大值的内阻和恒定电流 Azdo,无论其端子处的电压如何,等于短路电流,因此连接到负载的负载无限增加源伴随着理论上无限的电压和功率增加。

具有真实电能源和电阻器的电路的备用电路,a - 具有理想的 EMF 源,b - 具有理想的电流源

米。 4. 具有实际电能源和电阻器的电路的备用电路,a - 具有理想的 EMF 源,b - 具有理想的电流源。

具有电动势 E、内阻 Rvn 和短路电流 Ic 的实际电能源可以用等效电路表示,该等效电路分别包含理想电动势源或理想电流源,电阻元件串联和并联,其特征真实源的内部参数和限制所连接接收器的功率(图 4,a,b)。

如果接收器的电阻与真实电源的内阻相比较大,即当它们处于接近空闲模式的状态时,真实电能源将在接近理想 EMF 源状态的状态下运行。

在工作模式接近模式的情况下 短路,实际源接近理想电流源,因为接收器的电阻与实际源的内阻相比较小。


直流电路

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