У джерелі електричної енергії, так само, як і в навантаженні (у резисторах) відбувається необоротне перетворення електричної енергії в тепло. Це враховується внутрішнім опором R0 джерела ЕРС, показуваного на схемі заміщення окремим резистором, включеним послідовно з ЕРС E.
Робота, чинена джерелом електричної енергії за час t, тобто робота з розділення зарядів сторонніми силами в джерелі дорівнює W = E * Q = E * I * t.
У приймачі електричної енергії при напрузі U і струмі I витрачається енергія
Wпр = U * Q = U * I * t = I2 * R * t = U2 * t/R.
Потужність P характеризує інтенсивність перетворення енергії з одного виду в інший за одиницю часу.
Для ланцюгів постійного струму потужність джерела
, (1.1.5)
а потужність приймача
(1.1.6)
В системі СІ енергія і потужність вимірюються в Джоулях (Дж) і Ватах (Вт) відповідно.
Для всіх величин, введених вище, застосовуються кратні і частинні одиниці виміру (див. додаток 2).
Енергія часто виражається в кіловат-годинах. 1кВт * ч = 3,6 * 106 Дж.
На підставі закону збереження енергії потужність, що розвивається усіма джерелами електричної енергії, що входять в електричний ланцюг, повинна дорівнювати потужності перетворення електричної енергії в інші види енергії всіма приймачами, входять в цей ланцюг:
, де (1.1.7)
ОЈEiIi - алгебраїчна сума потужностей, що розвиваються джерелами (Якщо позитивне напрямок струму через джерело ЕРС, то джерело ЕРС працює в режимі генератора і твір E * I> 0. Якщо ж напрям I і E протилежні, то джерело ЕРС споживає енергію, тобто працює в режимі приймача і твір E * I <0).
ОЈRjIj2 - сума потужностей всіх приймачів.
Рівняння (1.1.7) називається рівнянням балансу потужності для ланцюгів постійного струму. p> 8 Потужність втрат і ККД електричного кола
У реальному електричного кола джерело електричної енергії має внутрішнє опір R0, а приймач з'єднується з джерелом ЕРС лінією передачі та виготовляється з проводів, що мають опір rл.
Схема заміщення такого ланцюга має вигляд (рис. 1.3)
В
a c
E R A
R Н
В
R 0 b d
Рис. 1.3
За законом Ома для повного кола, струм I в ланцюзі дорівнює:
, або R0I + RЛI + RНI = E
Помноживши всі члени цього рівняння на I, отримаємо рівняння балансу потужності:
R0I2 + RЛI2 + RНI2 = EI, де
EI - потужність, що розвивається джерелом ЕРС;
R0I2, RЛI2 - потужність втрат в джерелі і в лінії передачі;
RНI2 = UcdI - потужність в приймачі, тобто корисна потужність.
Техніко-економічні розрахунку показують, що для передачі електричної енергії на великі відстані вигідно використовувати ЛЕП великої напруги, що збільшує один з найважливіших параметрів електричного...
