Работа № 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКА ТОКА

Цель работы: экспериментально исследовать зависимости полезной, полной и потерянной мощностей, а также коэффициент полезного действия источника тока от внешней нагрузки.

Принадлежности: источник тока с дополнительным внутренним соп­ро­тив­лением r₀ , вольтметр, амперметр, реостат и ключ.

Вопросы, знание которых обязательно для допуска к выполнению работы

1. Что такое источник тока? Примеры источников тока.

2. Химические источники одноразового и многоразового пользования.

3. Основные характеристики источника тока.

4. Чему равна разность потенциалов на зажимах источника тока при разомкнутой цепи? При замкнутой цепи?

5. Закон Ома для полной цепи.

6. Что называется внешней (рабочей) характеристикой источника тока?

7. Что такое «режим короткого замыкания»?

8. Что означает термин "номинальный ток источника"?

9. Дайте определение полной, полезной и потерянной мощности источника тока.

10. От чего зависит наибольшее значение полной мощности?

11. Когда полезная мощность равна «0»?

12. Что такое согласование нагрузки?

13. Что называется кпд источника тока?

14. При каких значениях КПД режим работы для источника тока энергетически выгоден?

15. От чего зависит ток, отдаваемый источником во внешнюю цепь?

16. Расскажите ход выполнения работы.

Введение Источники тока

Для существования тока в цепи необходим источник электрической энергии (источник тока). Всякое устройство, в котором действуют сторонние силы, называют источником тока. В источниках тока электрическая энергия получается за счет других видов энергии. Мощные электромашинные генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую. Энергия химических процессов преобразуется в менее мощных источниках - гальванических элементах и аккумуляторах. В термо- и фотоэлементах тепловая и световая энергии непосредственно превращаются в электрическую и т.д. Источниками тока называют также всякого рода преобразователи тока по напряжению (трансформаторы), по форме (выпрямители), по частоте (частотные преобразователи).

В лабораторной практике наиболее часто встречаются химические источники тока и выпрямители. Химические источники применяются для получения небольших количеств электрической энергии малой мощности.

В гальванических элементах - химических источниках одноразового пользования, содержится определенный запас реагирующих веществ, после израсходования которого (разрядки) элементы становятся неработоспособными. Химические источники многоразового пользования (аккумуляторы) после разрядки (но не полной) могут быть возвращены в исходное состояние, т.е. заряжены, пропусканием через них электрического тока от внешнего источника постоянного тока. По мере разрядки аккумулятора его электродвижущая сила уменьшается. Для нормальной эксплуатации недопустима разрядка до напряжения ниже, так называемого, конечного напряжения. Кислотные (свинцовые) аккумуляторы нельзя разряжать ниже конечного напряжения равного 1.85 В (начальное напряжение 2.2 В), а щелочные (или железно-никелевые) – ниже 0.8 В (при начальном – 1.4 В).

Количество электричества, которое химический источник может отдать при разрядке до конечного напряжения, называется емкостью источника и измеряется в ампер-часах. Емкость определяется, в основном, общим количеством активных веществ в источнике. Источники одного типа, имеющие большие размеры, обладают и большей емкостью.

В условиях лаборатории источниками постоянного тока чаще всего служат выпрямители.