Как изменится график зависимости напряжения на зажимах источника, мощности ри, мощности приемника рп, КПД источника

Sofya

4

При изменении сопротивления нагрузки от бесконечности к нулю, график зависимости напряжения на зажимах источника будет иметь следующий вид:

1. Напряжение на зажимах источника:
При бесконечном сопротивлении нагрузки (холостой ход), вся электрическая энергия идет на преодоление внутреннего сопротивления источника, поэтому напряжение на его зажимах будет максимальным и равным его ЭДС. В данном случае, напряжение будет равно 24 В.

При нулевом сопротивлении нагрузки (короткое замыкание), вся электрическая энергия будет течь через сам источник, поэтому напряжение на его зажимах будет минимальным, равным нулю.

Таким образом, график будет представлять собой нисходящую прямую, начинающуюся от 24 В при бесконечном сопротивлении и доходящую до 0 В при нулевом сопротивлении нагрузки.

2. Мощность источника ри:
Мощность источника ри рассчитывается по формуле: \[P_{и} = \frac{U_{и}^2}{R_{и}}\], где U_{и} - напряжение на зажимах источника, R_{и} - его внутреннее сопротивление.

Так как величины U_{и} и R_{и} постоянны, то мощность источника максимальна при бесконечном сопротивлении нагрузки (холостой ход) и будет постепенно уменьшаться при уменьшении сопротивления нагрузки, достигая 0 В при нулевом сопротивлении нагрузки (короткое замыкание).

3. Мощность приемника рп:
Мощность приемника рп рассчитывается по формуле: \[P_{п} = \frac{U_{п}^2}{R_{п}}\], где U_{п} - напряжение на зажимах нагрузки, R_{п} - сопротивление нагрузки.

Так как сопротивление нагрузки изменяется от бесконечности к нулю, мощность приемника будет увеличиваться от 0 В при бесконечном сопротивлении нагрузки до максимальной мощности при нулевом сопротивлении нагрузки.

4. КПД источника:
КПД (коэффициент полезного действия) источника рассчитывается по формуле: \[КПД = \frac{P_{п}}{P_{и}} \times 100\% = \frac{\frac{U_{п}^2}{R_{п}}}{\frac{U_{и}^2}{R_{и}}} \times 100\%\].

Так как величины U_{п}, U_{и}, R_{п} и R_{и} постоянны, коэффициент полезного действия источника будет максимальным при нулевом сопротивлении нагрузки (короткое замыкание) и равен 100%. При бесконечном сопротивлении нагрузки (холостой ход) коэффициент полезного действия будет стремиться к 0, так как большая часть энергии будет тратиться на преодоление внутреннего сопротивления источника.

5. Мощность потерь внутри источника рвт:
Мощность потерь внутри источника рвт рассчитывается как разность между мощностью источника ри и мощностью приемника рп: \[P_{вт} = P_{и} - P_{п}\].

Так как мощность источника максимальна при бесконечном сопротивлении нагрузки и уменьшается при уменьшении сопротивления нагрузки, мощность потерь внутри источника будет увеличиваться от 0 В при бесконечном сопротивлении нагрузки и достигнет максимального значения при нулевом сопротивлении нагрузки.

Надеюсь, данное пошаговое решение помогло вам понять, как изменятся график зависимости напряжения, мощности и КПД источника, а также мощность потерь внутри источника при изменении сопротивления нагрузки от бесконечности до нуля. Если у вас остались вопросы, пожалуйста, задайте их!