в режиме короткого замыкания
Для большинства электрических цепей (прежде всего, силовых) режим короткого замыкания неприемлем из-за нулевого КПД и нулевой мощности P 2, потребляемой приемником. Поэтому большинство электрических цепей для работы в режиме короткого замыкания не рассчитаны. Для них режим короткого замыкания является аварийным, т.к. ток I кз и мощность P 1кз, вырабатываемая источником, в режиме короткого замыкания существенно превышают значение I н и P 1н номинального режима работы. Однако для некоторых слаботочных цепей режим, близкий к режиму короткого замыкания, может использовать в качестве номинального режима. Например, когда возникает необходимость в подключении приемника с малым входным сопротивлением к источнику с большим внутренним сопротивлением.
Итак, точка рабочего режима электрической цепи на внешней характеристике может лежать между точками холостого хода 1 и короткого замыкания 2 (см. рис. 55). Выбор оптимального режима работы электрической цепи зависит от назначения электрической цепи.
Для ряда цепей, например, оптимальным будет режим, при котором от источника к приемнику передается максимальная мощность. Этот режим называется согласованным режимом работы. Для установления условия передачи от источника к приемнику максимальной мощности необходимо выразить зависимость мощности P 2, выделяющейся в приемнике, от величины сопротивления приемника R, взять производную dP 2/ dR и приравнять ее к нулю.
|
|
|
Ток I (рис. 1) определяется в соответствии с законом Ома
.
Мощность P 2, выделяющаяся в приемнике, определяется законом Джоуля-Ленца
.
Производная мощности
.
Полученное выражение равно нулю, если равен нулю числитель
,
а это возможно, если сопротивление приемника R равно внутреннему сопротивлению источника Ri. Итак, равенство R = Ri является условием передачи максимальной мощности от источника к приемнику. На внешней характеристике режиму передачи максимальной мощности соответствует точка 3 (рис. 55).
В приемнике выделяется мощность P 2 = RI 2, в источнике Δ P = RiI 2. Если R = Ri, то эти мощности одинаковы. Мощность P 2, выделяющаяся в приемнике, является полезной. Мощность Δ P, выделяющаяся в источнике, представляет собой потери мощности. Вся энергия вырабатывается источником. Поэтому в согласованном режиме полезная мощность составляет только половину от мощности P 1 = P 2 + Δ P, вырабатываемой источником. КПД такого режима равен 50 %. Поэтому согласованный режим может быть номинальным только в цепях, для которых энергетические показатели не являются определяющими. Это слаботочные цепи, например, информационные цепи, электронные цепи устройств автоматики и другие.
|
|
|
Для силовых цепей при выборе номинального режима определяющим фактором являются энергетические показатели и, прежде всего, высокий КПД. Судовые силовые электротехнические устройства рассчитываются так, чтобы в номинальном режиме их КПД лежал в пределах 85–95 %. На рис. 55 этот участок расположен между точками 4–5 внешней характеристики.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: Учебник. – М.: Гардарики, 2002. – 638 с.
2. Основы теории цепей: Учебник для вузов/Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. – М.: «Энергоатомиздат», 1989. – 528 с.
3. Шебес М.Р., Каблукова М.В. Задачник по теории линейных электрических цепей. – М.: Высшая школа, 1990. – 544 с.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!