Nowe skanowanie 20080122064141 000000007 tif

3. Obwód elektryczny nierozgałęziony

Przykład 3.7. Obliczyć prąd I w obwodzie przedstawionym na rys. 3.16. Dane: £j ; 150 V R_wi ^: 0,20; E₂ = 120 V; R_w2 = 0,150; R = 1,150. Obliczyć napięcie U_t na zaciskach prądnicy i napięcie U₂ na baterii akumulatorów.

/ R

Rozwiązanie. Przy przyjęciu strzałki prądu I zgodnie ze strzałką przeważającego napięcia źródłowego £j prąd

/ = Ei-Ei ₌    150-120    _{= 2Q A}

Rwi + Rw2 + R    0,2+0,15 + 1,15

Napięcie na zaciskach prądnicy U_t = Ei~R_wl 1 = 150-0,2-20 = 146 V Napięcie na zaciskach baterii akumulatorów U₂ = E₂ + R_w2 I = 120+0,15-20 = 123 V

Pytania

1.    Podać wzór na obliczenie prądu w odbiorniku rezyslancyjnym R zasilanym przez rzeczywiste źródło napięcia E, R_w.

2.    Jak oblicza się prąd w obwodzie nierozgalęzionym złożonym z kilku źródeł napięcia i kilku odbiorników rezystancyjnych ?

3.8. STAN JAŁOWY I STAN ZWARCIA ŹRÓDŁA NAPIĘCIA

Na zaciskach rzeczywistego źródła napięcia o parametrach E, R_w wg (3.39) napięcie U = E—R_WI

Stan jałowy źródła napięcia jest to stan, w którym prąd płynący przez źródło jest równy zeru.

Napięcie na zaciskach źródła napięcia w stanie jałowym, oznaczane zwykle przez U₀, jest wobec 1=0 równe jego napięciu źródłowemu

U o = E    (3.45)

Napięcie stanu jałowego mierzy się woltomierzem o możliwie dużej rezystancji, tak aby prąd pobierany przez woltomierz był bliski zera (rys. 3.17a).

3.8. Stan jałowy i stan zwarcia źródła napięcia

Podczas obciążenia źródła napięcia opornikiem o rezystancji R prąd w obwodzie wynosi zgodnie z równaniem (3.43)

I =

E

R+R_w

(3.46)

Wobec dodatnich wartości R, R„ prąd I wzrasta ze zmniejszeniem rezystancji obciążenia R. Stan graniczny, gdy R = 0, nazywa się stanem zwarcia.

Rys. 3.17. Rzeczywiste źródło napięcia w stanie jałowym i w stanie zwarcia: a) pomiar napięcia stanu jałowego; b) pomiar prądu zwarcia

Wówczas prąd w obwodzie, zwany prądem zwarcia

(3.47)

Prąd zwarcia mierzy się zwierając zaciski źródła napięcia amperomierzem o rezystancji możliwie bliskiej zera (rys. 3.17b).

Napięcie na zaciskach źródła w stanie zwarcia U_z = E—R_WL = 0.

Stan zwarcia źródła napięcia jest to stan, w którym napięcie na zaciskach źródła jest równe zeru; U_z = 0.

Rezystancja wewnętrzna źródła napięcia jest równa ilorazowi napięcia stanu jałowego i prądu zwarcia

K =    (3.47a)

Prąd I w obwodzie można wyrazić za pomocą napięcia stanu jałowego i prądu zwarcia. Istotnie podstawiając do równania (3.46) wyrażenie R_w = U₀jL otrzymuje się

I =    F (3.48)

R + ?

Rzeczywiste źródło napięcia może być scharakteryzowane dwoma parametrami: napięciem stanu jałowego i prądem zwarcia.

Na podstawie powyższych rozważań można podać następujące dwa określenia źródła napięcia:

a)    źródło napięcia jest to dwuzaciskowy element obwodu elektrycznego wykazujący na swych zaciskach napięcie nawet w stanie jałowym (/ = 0);

b)    źródło napięcia jest to dwuzaciskowy element obwodu elektrycznego, przez który może płynąć prąd nawet w stanie zwarcia (U = 0).

59