Электрической цепи постоянного тока

Режим работы электрической цепи определяется положением рабочей точки на внешней характеристике источника. Каждой точке внешней характеристики и соответственно каждому режиму работы электрической цепи соответствуют свое напряжение U и ток I. Кроме того, каждый режим работы электрической цепи характеризуется и другими параметрами, такими как мощность P₁ = EI, вырабатываемая источником, мощностью P₂ = UI, потребляемая приемником, КПД η = P₂/P₁. Графики зависимостей P₁(I), P₂(I), и η(I) приведены на рис. 55 наряду с внешней характеристикой. Зависимость P₁(I) представляет собой отрезок прямой линии, выходящий из начала координат. Зависимость P₂ (I) – это кривая, выходящая из начала координат и приходящая в точку короткого замыкания 2. График функции P₂(I) имеет явно выраженный экстремум. Зависимость η(I) представляет собой отрезок прямой, который строится в соответствии с формулой

.

На внешней характеристике можно выделить четыре характерных режима работы электрической цепи. Это режим холостого хода 1, режим короткого замыкания 2, так называемый согласованный режим работы 3 и номинальный режим работы. Номинальный режим – это основной расчетный режим работы электрической цепи. Положение точки номинального режима работы электрической цепи на внешней характеристике зависит от назначения электрической цепи.

В режиме холостого хода выходные зажимы источника разомкнуты (рис. 56). Сопротивление приемника в режиме холостого хода равно бесконечности (R_xx = ). Ток холостого хода равен нулю (I_xx = 0). Напряжение холостого хода равно ЭДС источника (U_xx = E). Источник не отдает энергию во внешнюю цепь (P₁ = 0). Приемник энергию не потребляет (P₂ = 0). КПД в режиме холостого хода максимален (η_xx = 1, см. рис.1.20). Реальные источники электрической энергии работают в режиме холостого хода только непродолжительное время. Например, перед подключением на их зажимы нагрузки или после ее снятия.

Рис. 56. Схема цепи постоянного тока, работающей