Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM ΓΙΑ ΕΝΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟ ΚΥΚΛΩΜΑ:

I είναι η ισχύς του ρεύματος στο κύκλωμα. E είναι η ηλεκτροκινητική δύναμη της πηγής ρεύματος που είναι συνδεδεμένη στο κύκλωμα. R - αντίσταση εξωτερικού κυκλώματος. r είναι η εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος.

ΙΣΧΥΣ ΠΟΥ ΠΑΡΕΧΕΤΑΙ ΣΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ

. (2)

Από τον τύπο (2) είναι σαφές ότι σε περίπτωση βραχυκυκλώματος ( R®0) και σε R® αυτή η ισχύς είναι μηδέν. Για όλες τις άλλες τελικές τιμές R εξουσία R 1 > 0. Επομένως, η συνάρτηση R 1 έχει μέγιστο. Εννοια RΤο 0, που αντιστοιχεί στη μέγιστη ισχύ, μπορεί να ληφθεί διαφοροποιώντας το P 1 σε σχέση με το R και εξισώνοντας την πρώτη παράγωγο με μηδέν:

. (3)

Από τον τύπο (3), λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι τα R και r είναι πάντα θετικά, και το Ε; 0, μετά από απλούς αλγεβρικούς μετασχηματισμούς παίρνουμε:

Οθεν, η ισχύς που απελευθερώνεται στο εξωτερικό κύκλωμα φτάνει στη μέγιστη τιμή της όταν η αντίσταση του εξωτερικού κυκλώματος είναι ίση με την εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος.

Σε αυτήν την περίπτωση, η ισχύς του ρεύματος στο κύκλωμα (5)

ίσο με το μισό ρεύμα βραχυκύκλωμα. Σε αυτήν την περίπτωση, η ισχύς που απελευθερώνεται στο εξωτερικό κύκλωμα φτάνει τη μέγιστη τιμή της ίση με

Όταν η πηγή είναι κλειστή σε μια εξωτερική αντίσταση, τότε το ρεύμα ρέει μέσα στην πηγή και ταυτόχρονα μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας απελευθερώνεται στην εσωτερική αντίσταση της πηγής. Η ισχύς που καταναλώνεται για την απελευθέρωση αυτής της θερμότητας είναι ίση με

Κατά συνέπεια, η συνολική ισχύς που απελευθερώνεται σε ολόκληρο το κύκλωμα καθορίζεται από τον τύπο

= Ι 2(R+r) = I.E. (8)

ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑ

ΑΠΟΔΟΤΙΚΟΤΗΤΑη τρέχουσα πηγή είναι ίση . (9)

Από τον τύπο (8) προκύπτει ότι

εκείνοι. RΤο 1 αλλάζει με την αλλαγή του ρεύματος στο κύκλωμα σύμφωνα με έναν παραβολικό νόμο και παίρνει μηδενικές τιμές στο I = 0 και στο . Η πρώτη τιμή αντιστοιχεί σε ανοιχτό κύκλωμα (R>> r), η δεύτερη σε βραχυκύκλωμα (R<< r). Зависимость к.п.д. от силы тока в цепи с учётом формул (8), (9), (10) примет вид

Έτσι, η αποτελεσματικότητα φτάνει στην υψηλότερη τιμή h =1 στην περίπτωση ανοιχτού κυκλώματος (I = 0), και στη συνέχεια μειώνεται σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο, μηδενίζοντας στην περίπτωση βραχυκυκλώματος.

Εξάρτηση δυνάμεων P 1, P full = EI και αποδοτικότητα. Η πηγή ρεύματος και η ισχύς του ρεύματος στο κύκλωμα φαίνονται στο Σχ. 1.

Εικ.1. εγώ 0 E/r

Από τα γραφήματα είναι σαφές ότι για να αποκτήσετε τόσο χρήσιμη ισχύ όσο και απόδοση. αδύνατος. Όταν η ισχύς που απελευθερώνεται στο εξωτερικό τμήμα του κυκλώματος P 1 φτάσει στη μέγιστη τιμή της, την απόδοση. αυτή τη στιγμή είναι 50%.

ΤΡΟΠΟΣ ΚΑΙ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ

Συναρμολογήστε το κύκλωμα που φαίνεται στο Σχ. στην οθόνη. 2. Για να το κάνετε αυτό, κάντε πρώτα κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού πάνω από το κουμπί emf. στο κάτω μέρος της οθόνης. Μετακινήστε το δείκτη του ποντικιού στο τμήμα εργασίας της οθόνης όπου βρίσκονται οι τελείες. Κάντε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού στο τμήμα εργασίας της οθόνης όπου θα βρίσκεται η πηγή emf.

Στη συνέχεια, τοποθετήστε μια αντίσταση σε σειρά με την πηγή, που αντιπροσωπεύει την εσωτερική της αντίσταση (πατώντας πρώτα το κουμπί στο κάτω μέρος της οθόνης) και ένα αμπερόμετρο (το κουμπί βρίσκεται στην ίδια θέση). Στη συνέχεια, τακτοποιήστε τις αντιστάσεις φορτίου και το βολτόμετρο με τον ίδιο τρόπο, μετρώντας την τάση σε όλο το φορτίο.

Συνδέστε τα καλώδια σύνδεσης. Για να το κάνετε αυτό, κάντε κλικ στο κουμπί καλωδίου στο κάτω μέρος της οθόνης και, στη συνέχεια, μετακινήστε το δείκτη του ποντικιού στην περιοχή εργασίας του κυκλώματος. Κάντε κλικ με το αριστερό κουμπί του ποντικιού στις περιοχές της περιοχής εργασίας της οθόνης όπου πρέπει να βρίσκονται τα καλώδια σύνδεσης.

4. Ορίστε τιμές παραμέτρων για κάθε στοιχείο. Για να το κάνετε αυτό, κάντε αριστερό κλικ στο κουμπί βέλους. Στη συνέχεια, κάντε κλικ σε αυτό το στοιχείο. Μετακινήστε το δείκτη του ποντικιού στο ρυθμιστικό του ρυθμιστή που εμφανίζεται, κάντε κλικ στο αριστερό κουμπί του ποντικιού και, κρατώντας το πατημένο, αλλάξτε την τιμή της παραμέτρου και ορίστε την αριθμητική τιμή που υποδεικνύεται στον Πίνακα 1 για την επιλογή σας.

Πίνακας 1. Αρχικές παράμετροι του ηλεκτρικού κυκλώματος

επιλογή

5. Ρυθμίστε την αντίσταση εξωτερικού κυκλώματος στα 2 Ohm, πατήστε το κουμπί «Count» και σημειώστε τις ενδείξεις των ηλεκτρικών οργάνων μέτρησης στις αντίστοιχες γραμμές του Πίνακα 2.

6. Χρησιμοποιήστε το ρυθμιστικό του ρυθμιστή για να αυξήσετε σταθερά την αντίσταση του εξωτερικού κυκλώματος κατά 0,5 Ohms από 2 Ohm σε 20 Ohms και, πατώντας το κουμπί "Count", καταγράψτε τις ενδείξεις των ηλεκτρικών οργάνων μέτρησης στον Πίνακα 2.

7. Υπολογίστε χρησιμοποιώντας τους τύπους (2), (7), (8), (9) P 1, P 2, P σύνολο και ηγια κάθε ζεύγος μετρήσεων βολτόμετρου και αμπερόμετρου και γράψτε τις υπολογιζόμενες τιμές στον Πίνακα 2.

8. Κατασκευάστε σε ένα φύλλο γραφικού χαρτιού γραφικές παραστάσεις της εξάρτησης P 1 = f (R), P 2 = f (R), P σύνολο = f (R), h = f (R) και U = f (R) .

9. Υπολογίστε τα σφάλματα μέτρησης και εξάγετε συμπεράσματα με βάση τα αποτελέσματα των πειραμάτων.

Πίνακας 2. Αποτελέσματα μετρήσεων και υπολογισμών

P full, VT

Ερωτήσεις και εργασίες για αυτοέλεγχο

1. Γράψτε τον νόμο Joule-Lenz σε ολοκληρωτικές και διαφορικές μορφές.
2. Τι είναι το ρεύμα βραχυκυκλώματος;
3. Τι είναι η ακαθάριστη ισχύς;
4. Πώς υπολογίζεται η απόδοση; τρέχουσα πηγή;
5. Να αποδείξετε ότι η μεγαλύτερη ωφέλιμη ισχύς απελευθερώνεται όταν οι εξωτερικές και εσωτερικές αντιστάσεις του κυκλώματος είναι ίσες.
6. Είναι αλήθεια ότι η ισχύς που απελευθερώνεται στο εσωτερικό τμήμα του κυκλώματος είναι σταθερή για μια δεδομένη πηγή;
7. Στους ακροδέκτες της μπαταρίας του φακού συνδέθηκε ένα βολτόμετρο, το οποίο έδειχνε 3,5 V.
8. Στη συνέχεια αποσυνδέθηκε το βολτόμετρο και στη θέση του συνδέθηκε μια λάμπα, στη βάση της οποίας έγραφε: P = 30 W, U = 3,5 V. Η λάμπα δεν κάηκε.
9. Εξηγήστε το φαινόμενο.
10. Όταν η μπαταρία βραχυκυκλώνεται εναλλάξ στις αντιστάσεις R1 και R2, απελευθερώνεται ίση ποσότητα θερμότητας σε αυτές ταυτόχρονα. Προσδιορίστε την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας.

Σκοπός της εργασίας: προσδιορίστε την πηγή emf DCμέθοδος αντιστάθμισης, χρήσιμη ισχύς και απόδοση ανάλογα με την αντίσταση φορτίου.

Εξοπλισμός: πηγή ρεύματος υπό μελέτη, πηγή σταθεροποιημένης τάσης, αποθήκευση αντίστασης, χιλιοστόμετρο, γαλβανόμετρο.

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Οι πηγές ρεύματος είναι συσκευές στις οποίες διάφορα είδη ενέργειας (μηχανική, χημική, θερμική) μετατρέπονται σε ηλεκτρική ενέργεια. Στις πηγές ρεύματος, τα ηλεκτρικά φορτία διαφορετικών σημάτων διαχωρίζονται. Επομένως, εάν η πηγή είναι βραχυκυκλωμένη σε ένα φορτίο, για παράδειγμα σε έναν αγωγό, τότε ηλεκτρικό ρεύμαπου προκαλείται από την κίνηση φορτίων υπό την επίδραση ενός ηλεκτροστατικού πεδίου. Η κατεύθυνση του ρεύματος θεωρείται η κατεύθυνση κίνησης των θετικών φορτίων. Δηλαδή, το ρεύμα θα ρέει από τον θετικό πόλο της πηγής μέσω του αγωγού προς τον αρνητικό. Αλλά μέσω της πηγής, τα φορτία κινούνται ενάντια στις δυνάμεις του ηλεκτροστατικού πεδίου. Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο υπό την επίδραση δυνάμεων μη ηλεκτροστατικής φύσης, των λεγόμενων δυνάμεων τρίτων. Για παράδειγμα, η μαγνητική δύναμη Lorentz σε γεννήτριες σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, οι δυνάμεις διάχυσης σε πηγές χημικού ρεύματος.

Το χαρακτηριστικό μιας πηγής ρεύματος είναι η ηλεκτροκινητική δύναμη - EMF. Είναι ίσο με την αναλογία του έργου των εξωτερικών δυνάμεων προς το ποσό του μεταφερόμενου φορτίου:

Θεωρήστε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα από μια πηγή ρεύματος με εσωτερική αντίσταση r, κλειστό στο φορτίο από αντίσταση R. Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, το έργο των εξωτερικών δυνάμεων με ακίνητους αγωγούς, μετατρέπεται σε θερμότητα που παράγεται από το φορτίο και την εσωτερική αντίσταση της ίδιας της πηγής. Σύμφωνα με το νόμο Joule-Lenz, η θερμότητα που απελευθερώνεται σε έναν αγωγό είναι ίση με το γινόμενο του τετραγώνου της ισχύος του ρεύματος και της αντίστασης και του χρόνου που ρέει το ρεύμα. Τότε . Μετά τη μείωση κατά Jtβρίσκουμε ότι η ισχύς του ρεύματος στο κύκλωμα είναι ίση με την αναλογία του emf προς τη συνολική αντίσταση του ηλεκτρικού κυκλώματος:

. (2)

Αυτός είναι ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα. Σε περίπτωση απουσίας ρεύματος μέσω της πηγής, δεν υπάρχει πτώση τάσης στην εσωτερική αντίσταση και το emf είναι ίσο με την τάση μεταξύ των πόλων της πηγής. Η μονάδα μέτρησης για το EMF, όπως και η τάση, είναι το βολτ (V).

Το EMF μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους. Αν στην απλούστερη περίπτωση ένα βολτόμετρο με αντίσταση Rσυνδέστε τους πόλους της πηγής με εσωτερική αντίσταση r, τότε, σύμφωνα με το νόμο του Ohm, οι ενδείξεις του βολτόμετρου θα είναι . Αυτό είναι μικρότερο από το EMF κατά την ποσότητα της πτώσης τάσης στην εσωτερική αντίσταση.

Στη μέθοδο αντιστάθμισης μέτρησης EMF, δεν διέρχεται ρεύμα μέσω της πηγής (Εικ. 1). Εάν χρησιμοποιείτε τον ρυθμιστή τροφοδοσίας για να επιλέξετε την τάση στο χώρο αποθήκευσης αντίστασης Rακριβώς ίσο με το emf της πηγής, μετά το ρεύμα μέσω της πηγής και μέσω του γαλβανόμετρου σολδεν θα διαρρεύσει. Τότε το emf της πηγής θα είναι ίσο με την πτώση τάσης στο χώρο αποθήκευσης αντίστασης

E = J R. (3)

Η χρήσιμη ισχύς μιας πηγής ρεύματος με σταθερούς αγωγούς είναι η θερμική ισχύς που απελευθερώνεται στο φορτίο. Σύμφωνα με το νόμο Joule–Lenz P = J 2 R. Αντικαθιστώντας την ισχύ του ρεύματος, σύμφωνα με το νόμο του Ohm (2), λαμβάνουμε τον τύπο για την εξάρτηση της χρήσιμης ισχύος από την αντίσταση φορτίου:

. (4)

Σε λειτουργία βραχυκυκλώματος όταν δεν υπάρχει φορτίο, πότε R= 0, όλη η θερμότητα απελευθερώνεται στην εσωτερική αντίσταση και η ωφέλιμη ισχύς είναι μηδέν (Εικ. 2). Με αυξανόμενη αντίσταση φορτίου, μέχρι R<<r,Η ωφέλιμη ισχύς αυξάνεται σχεδόν σε ευθεία αναλογία με την αντίσταση R. Με μια περαιτέρω αύξηση της αντίστασης φορτίου, το ρεύμα περιορίζεται και η ισχύς, έχοντας φτάσει στο μέγιστο, αρχίζει να μειώνεται. Για μεγάλες τιμές αντίστασης φορτίου ( R>>r), Η ισχύς μειώνεται σε αντίστροφη αναλογία με την αντίσταση, τείνει στο μηδέν όταν το κύκλωμα σπάσει.

Η μέγιστη ισχύς αντιστοιχεί στην προϋπόθεση ότι η πρώτη παράγωγος της θερμικής ισχύος ως προς την αντίσταση είναι ίση με μηδέν. Διαφοροποιώντας (4), παίρνουμε . Από αυτό προκύπτει ότι η ωφέλιμη ισχύς είναι μέγιστη αν R = r.Αντικαθιστώντας στο (4), παίρνουμε .

Η λειτουργία της πηγής ρεύματος χαρακτηρίζεται από αποδοτικότητα. Αυτή, εξ ορισμού, είναι η αναλογία χρήσιμης εργασίας προς τη συνολική εργασία της τρέχουσας πηγής: . Μετά τη μείωση, ο τύπος απόδοσης θα πάρει τη μορφή

.(5)

Σε λειτουργία βραχυκυκλώματος R= 0, η απόδοση είναι μηδέν, αφού η ωφέλιμη ισχύς είναι μηδέν. Καθώς η αντίσταση φορτίου αυξάνεται, η απόδοση αυξάνεται και τείνει στο 100% σε υψηλές τιμές αντίστασης ( R>>r).

ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΤΗΣ ΔΟΥΛΕΙΑΣ

1. Ρυθμίστε το διακόπτη τρόπου λειτουργίας στη θέση «EMF». Ρυθμίστε την αντίσταση στο γεμιστήρα στα 500 Ohms, το όριο μέτρησης του χιλιοστόμετρου είναι 3 mA. Πατήστε στιγμιαία το κουμπί ΝΑκαι παρατηρήστε πώς η βελόνα του γαλβανόμετρου εκτρέπεται όταν ρέει ρεύμα από την πηγή υπό μελέτη.

Συνδέστε το τροφοδοτικό σε δίκτυο 220 V.

2. Πατήστε το κουμπί ΝΑενεργοποιώντας το ρεύμα μέσω του γαλβανόμετρου. Εάν η βελόνα του γαλβανόμετρου αποκλίνει με τον ίδιο τρόπο όπως όταν είναι ενεργοποιημένη μόνο η πηγή ρεύματος, τότε αυξήστε το ρεύμα από το τροφοδοτικό, παρακολουθώντας το με ένα χιλιοστόμετρο. Εάν το βέλος αποκλίνει προς την αντίθετη κατεύθυνση, τότε μειώστε την τρέχουσα ισχύ του τροφοδοτικού. Καταγράψτε την τιμή αντίστασης και το ρεύμα στον πίνακα. 1.

Επαναλάβετε τις μετρήσεις τουλάχιστον πέντε φορές, αλλάζοντας την αντίσταση εντός 500 - 3000 Ohms. Καταγράψτε τα αποτελέσματα στον πίνακα. 1

3. Θέστε το διακόπτη λειτουργίας μέτρησης στη θέση «Power». Ρυθμίστε την αντίσταση του γεμιστήρα στα 500 ohms. Μετρήστε το ρεύμα χρησιμοποιώντας ένα χιλιοστόμετρο. Γράψτε το αποτέλεσμα στον πίνακα. 2.

Επαναλάβετε τις μετρήσεις τουλάχιστον πέντε φορές, αλλάζοντας την αντίσταση στην περιοχή από 500 - 3000 Ohms. Καταγράψτε τα αποτελέσματα στον πίνακα. 2.

Αποσυνδέστε την παροχή ρεύματος από το δίκτυο.

Πίνακας 2

5. Υπολογίστε το τυχαίο σφάλμα μέτρησης EMF χρησιμοποιώντας τον τύπο για το σφάλμα των άμεσων μετρήσεων , Πού n– αριθμός μετρήσεων.

9. Σχεδιάστε γραφήματα της εξάρτησης της χρήσιμης ισχύος και της απόδοσης από την αντίσταση φορτίου. Το μέγεθος του γραφήματος είναι τουλάχιστον μισή σελίδα. Καθορίστε μια ομοιόμορφη κλίμακα στους άξονες συντεταγμένων. Σχεδιάστε ομαλές καμπύλες γύρω από τα σημεία έτσι ώστε οι αποκλίσεις των σημείων από τις γραμμές να είναι ελάχιστες.

10. Εξάγετε συμπεράσματα. Καταγράψτε το αποτέλεσμα Ε = ± d E, P = 90%.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΤΕΣΤ

1. Εξηγήστε το ρόλο μιας πηγής ρεύματος σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Προσδιορίστε την ηλεκτροκινητική δύναμη μιας πηγής ρεύματος (EMF).

2. Να εξάγετε χρησιμοποιώντας το νόμο της διατήρησης της ενέργειας και να αναφέρετε το νόμο του Ohm για το πλήρες κύκλωμα.

3. Εξηγήστε την ουσία της μεθόδου αντιστάθμισης για τη μέτρηση του EMF. Είναι δυνατόν να μετρηθεί το EMF μιας πηγής ρεύματος με ένα βολτόμετρο;

4. Εξάγετε έναν τύπο για τη χρήσιμη ισχύ της πηγής ρεύματος. Σχεδιάστε ένα γράφημα της εξάρτησης της χρήσιμης ισχύος από την τιμή της αντίστασης φορτίου, εξηγήστε αυτήν την εξάρτηση.

5. Εξάγετε τη συνθήκη για τη μέγιστη ισχύ της πηγής ρεύματος.

6. Εξάγετε τον τύπο για την απόδοση της πηγής ρεύματος. Σχεδιάστε ένα γράφημα της απόδοσης σε σχέση με την αντίσταση φορτίου της πηγής ρεύματος. Εξηγήστε αυτή την εξάρτηση.

Σε ηλεκτρικό ή ηλεκτρονικό κύκλωμαΥπάρχουν δύο είδη στοιχείων: παθητικό και ενεργητικό. Το ενεργό στοιχείο είναι ικανό να παρέχει συνεχώς ενέργεια στο κύκλωμα - μπαταρία, γεννήτρια. Παθητικά στοιχεία - αντιστάσεις, πυκνωτές, επαγωγείς, καταναλώνουν μόνο ενέργεια.

Τι είναι μια τρέχουσα πηγή

Μια πηγή ρεύματος είναι μια συσκευή που τροφοδοτεί συνεχώς ένα κύκλωμα με ηλεκτρική ενέργεια. Μπορεί να είναι πηγή συνεχούς ρεύματος και εναλλασσόμενου ρεύματος. Μπαταρίες- Πρόκειται για πηγές συνεχούς ρεύματος και η πρίζα είναι εναλλασσόμενο ρεύμα.

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά των πηγών ενέργειας– είναι ικανά να μετατρέπουν τη μη ηλεκτρική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, για παράδειγμα:

• χημικά σε μπαταρίες?
• μηχανική σε γεννήτριες?
• ηλιακή κτλ.

Οι ηλεκτρικές πηγές χωρίζονται σε:

1. Ανεξάρτητος;
2. Εξαρτημένο (ελεγχόμενο), η έξοδος του οποίου εξαρτάται από την τάση ή το ρεύμα σε άλλο σημείο του κυκλώματος, το οποίο μπορεί να είναι είτε σταθερό είτε να μεταβάλλεται με το χρόνο. Χρησιμοποιείται ως ισοδύναμο τροφοδοτικό για ηλεκτρονικές συσκευές.

Όταν μιλάμε για νόμους και ανάλυση κυκλωμάτων, τα ηλεκτρικά τροφοδοτικά θεωρούνται συχνά ιδανικά, δηλαδή θεωρητικά ικανά να παρέχουν άπειρη ποσότητα ενέργειας χωρίς απώλειες, ενώ έχουν χαρακτηριστικά που αντιπροσωπεύονται από μια ευθεία γραμμή. Ωστόσο, σε πραγματικές ή πρακτικές πηγές υπάρχει πάντα εσωτερική αντίσταση που επηρεάζει την παραγωγή τους.

Σπουδαίος!Τα PI μπορούν να συνδεθούν παράλληλα μόνο εάν έχουν την ίδια τιμή τάσης. Η σύνδεση σειράς θα επηρεάσει την τάση εξόδου.

Η εσωτερική αντίσταση του τροφοδοτικού αναπαρίσταται ως σε σειρά με το κύκλωμα.

Ρεύμα πηγής ρεύματος και εσωτερική αντίσταση

Ας ληφθεί υπόψη απλό κύκλωμα, στην οποία η μπαταρία έχει emf E και εσωτερική αντίσταση r και παρέχει ρεύμα I σε μια εξωτερική αντίσταση με αντίσταση R. Η εξωτερική αντίσταση μπορεί να είναι οποιοδήποτε ενεργό φορτίο. Ο κύριος σκοπός του κυκλώματος είναι να μεταφέρει ενέργεια από την μπαταρία στο φορτίο, όπου κάνει κάτι χρήσιμο, όπως το φωτισμό ενός δωματίου.

Μπορείτε να εξαγάγετε την εξάρτηση της χρήσιμης ισχύος από την αντίσταση:

1. Η ισοδύναμη αντίσταση του κυκλώματος είναι R + r (καθώς η αντίσταση φορτίου συνδέεται σε σειρά με το εξωτερικό φορτίο).
2. Το ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα θα προσδιοριστεί από την έκφραση:

1. Ισχύς εξόδου EMF:

Rych. = E x I = E²/(R + r);

1. Η ισχύς που διαχέεται ως θερμότητα στην εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας:

Pr = I² x r = E² x r/(R + r)²;

1. Ισχύς που μεταδίδεται στο φορτίο:

P(R) = I² x R = E² x R/(R + r)²;

1. Rych. = Pr + P(R).

Έτσι, μέρος της ενέργειας εξόδου της μπαταρίας χάνεται αμέσως λόγω της απαγωγής θερμότητας μέσω της εσωτερικής αντίστασης.

Τώρα μπορείτε να σχεδιάσετε την εξάρτηση του P(R) από το R και να μάθετε σε ποιο φορτίο η ωφέλιμη ισχύς θα λάβει τη μέγιστη τιμή της. Όταν αναλύεται η συνάρτηση για ένα άκρο, αποδεικνύεται ότι καθώς το R αυξάνεται, το P(R) θα αυξάνεται μονοτονικά μέχρι το σημείο όπου το R δεν ισούται με το r. Σε αυτό το σημείο, η ωφέλιμη ισχύς θα είναι μέγιστη και στη συνέχεια αρχίζει να μειώνεται μονότονα με περαιτέρω αύξηση του R.

P(R)max = E²/4r, όταν R = r. Σε αυτή την περίπτωση, I = E/2r.

Σπουδαίος!Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό αποτέλεσμα στην ηλεκτρική μηχανική. Η μεταφορά ενέργειας μεταξύ της πηγής ισχύος και του εξωτερικού φορτίου είναι πιο αποτελεσματική όταν η αντίσταση φορτίου ταιριάζει με την εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος.

Εάν η αντίσταση φορτίου είναι πολύ υψηλή, τότε το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα είναι πολύ μικρό για να μεταφέρει ενέργεια στο φορτίο με αξιόλογο ρυθμό. Εάν η αντίσταση φορτίου είναι πολύ χαμηλή, τότε το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας εξόδου διαχέεται ως θερμότητα μέσα στο ίδιο το τροφοδοτικό.

Αυτή η κατάσταση ονομάζεται συντονισμός. Ένα παράδειγμα αντιστοίχισης σύνθετης αντίστασης πηγής και εξωτερικού φορτίου είναι ένας ενισχυτής ήχου και ένα μεγάφωνο. Η σύνθετη αντίσταση εξόδου του ενισχυτή έχει ρυθμιστεί από 4 έως 8 ohms, ενώ η ονομαστική σύνθετη αντίσταση εισόδου του ηχείου Zin είναι μόνο 8 ohms. Στη συνέχεια, εάν συνδεθεί ένα ηχείο 8 ohm στην έξοδο του ενισχυτή, θα δει το ηχείο ως φορτίο 8 ohm. Η παράλληλη σύνδεση δύο ηχείων 8 ohm μεταξύ τους ισοδυναμεί με έναν ενισχυτή που οδηγεί ένα μόνο ηχείο 4 ohm και και οι δύο διαμορφώσεις εμπίπτουν στα χαρακτηριστικά εξόδου του ενισχυτή.

Απόδοση τρέχουσας πηγής

Όταν η εργασία γίνεται με ηλεκτρικό ρεύμα, συμβαίνουν μετασχηματισμοί ενέργειας. Το πλήρες έργο που γίνεται από την πηγή πηγαίνει σε ενεργειακούς μετασχηματισμούς ηλεκτρικό κύκλωμα, και χρήσιμο - μόνο στο κύκλωμα που είναι συνδεδεμένο στο IP.

Η ποσοτική αξιολόγηση της απόδοσης της τρέχουσας πηγής γίνεται με βάση την σημαντικός δείκτης, που καθορίζει την ταχύτητα της εργασίας που γίνεται, – εξουσία:

Δεν χρησιμοποιείται όλη η ισχύς εξόδου του IP από τον καταναλωτή ενέργειας. Ο λόγος της ενέργειας που καταναλώνεται και της ενέργειας που παρέχεται από την πηγή είναι ο τύπος απόδοσης:

η = χρήσιμη ισχύς/ισχύς εξόδου = Ppol./Pout.

Σπουδαίος!Από την Ππολ. σχεδόν σε κάθε περίπτωση μικρότερο από το Pout, το η δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από 1.

Αυτός ο τύπος μπορεί να μετασχηματιστεί αντικαθιστώντας τις εκφράσεις για δυνάμεις:

1. Πηγή ισχύος εξόδου:

Rych. = I x E = I² x (R + r) x t;

1. Ενέργεια που καταναλώνεται:

Rpol. = I x U = I² x R x t;

1. Συντελεστής:

η = Ππολ./Πουτ. = (I² x R x t)/(I² x (R + r) x t) = R/(R + r).

Δηλαδή, η απόδοση μιας πηγής ρεύματος καθορίζεται από την αναλογία των αντιστάσεων: εσωτερική και φορτίο.

Συχνά ο δείκτης απόδοσης χρησιμοποιείται ως ποσοστό. Τότε ο τύπος θα πάρει τη μορφή:

η = R/(R + r) x 100%.

Από την έκφραση που προκύπτει είναι σαφές ότι εάν πληρούται η συνθήκη αντιστοίχισης (R = r), ο συντελεστής η = (R/2 x R) x 100% = 50%. Όταν η μεταδιδόμενη ενέργεια είναι πιο αποδοτική, η απόδοση του ίδιου του τροφοδοτικού είναι μόνο 50%.

Χρησιμοποιώντας αυτόν τον συντελεστή, αξιολογείται η αποδοτικότητα διαφόρων μεμονωμένων επιχειρηματιών και καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας.

Παραδείγματα τιμών απόδοσης:

• αεριοστρόβιλος – 40%;
• ηλιακή μπαταρία – 15-20%;
• μπαταρία ιόντων λιθίου – 89-90%;
• ηλεκτρικός θερμαντήρας - κοντά στο 100%
• λαμπτήρας πυρακτώσεως - 5-10%;
• Λάμπα LED – 5-50%;
• ψυκτικές μονάδες – 20-50%.

Οι δείκτες ωφέλιμης ισχύος υπολογίζονται για διαφορετικούς καταναλωτές ανάλογα με τον τύπο της εργασίας που εκτελείται.

Βίντεο

Κατά τη σύνδεση ηλεκτρικών συσκευών στο ηλεκτρικό δίκτυο, συνήθως έχει σημασία μόνο η ισχύς και η απόδοση της ίδιας της ηλεκτρικής συσκευής. Αλλά όταν χρησιμοποιείτε μια πηγή ρεύματος σε ένα κλειστό κύκλωμα, η χρήσιμη ισχύς που παράγει είναι σημαντική. Η πηγή μπορεί να είναι μια γεννήτρια, συσσωρευτής, μπαταρία ή στοιχεία ενός ηλιακού σταθμού. Αυτό δεν έχει θεμελιώδη σημασία για τους υπολογισμούς.

Παράμετροι τροφοδοσίας

Κατά τη σύνδεση ηλεκτρικών συσκευών στο τροφοδοτικό και τη δημιουργία κλειστού κυκλώματος, εκτός από την ενέργεια P που καταναλώνεται από το φορτίο, λαμβάνονται υπόψη και οι ακόλουθες παράμετροι:

• Ληστεύω. (συνολική ισχύς της πηγής ρεύματος) που απελευθερώνεται σε όλα τα τμήματα του κυκλώματος.
• Το EMF είναι η τάση που παράγεται από την μπαταρία.
• P (καθαρή ισχύς) που καταναλώνεται από όλα τα τμήματα του δικτύου, εκτός από την τρέχουσα πηγή.
• Po (απώλεια ισχύος) που δαπανάται μέσα στην μπαταρία ή τη γεννήτρια.
• εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας.
• Αποδοτικότητα του τροφοδοτικού.

Προσοχή!Η απόδοση της πηγής και το φορτίο δεν πρέπει να συγχέονται. Εάν ο συντελεστής μπαταρίας σε μια ηλεκτρική συσκευή είναι υψηλός, μπορεί να είναι χαμηλός λόγω απωλειών στα καλώδια ή στην ίδια τη συσκευή και αντίστροφα.

Περισσότερα για αυτό.

Συνολική ενέργεια κυκλώματος

Όταν το ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από ένα κύκλωμα, παράγεται θερμότητα ή εκτελείται άλλη εργασία. Μια μπαταρία ή μια γεννήτρια δεν αποτελεί εξαίρεση. Η ενέργεια που απελευθερώνεται σε όλα τα στοιχεία, συμπεριλαμβανομένων των καλωδίων, ονομάζεται συνολική. Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο Rob.=Ro.+Rpol., όπου:

• Ληστεύω. – πλήρης ισχύς
• Ro. – εσωτερικές απώλειες.
• Rpol. – χρήσιμη δύναμη.

Προσοχή!Η έννοια της φαινομενικής ισχύος χρησιμοποιείται όχι μόνο στους υπολογισμούς ενός πλήρους κυκλώματος, αλλά και στους υπολογισμούς ηλεκτρικών κινητήρων και άλλων συσκευών που καταναλώνουν άεργη ενέργεια μαζί με την ενεργό ενέργεια.

EMF, ή ηλεκτροκινητική δύναμη, είναι η τάση που παράγεται από μια πηγή. Μπορεί να μετρηθεί μόνο σε λειτουργία X.X. (άεργος). Όταν συνδέεται ένα φορτίο και εμφανίζεται ρεύμα, το Uo αφαιρείται από την τιμή EMF. – απώλεια τάσης στο εσωτερικό της συσκευής τροφοδοσίας.

Καθαρή ισχύς

Χρήσιμη είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται σε όλο το κύκλωμα, εκτός από το τροφοδοτικό. Υπολογίζεται με τον τύπο:

1. "U" - τάση στους ακροδέκτες,
2. "I" - ρεύμα στο κύκλωμα.

Σε μια κατάσταση στην οποία η αντίσταση φορτίου είναι ίση με την αντίσταση της πηγής ρεύματος, είναι μέγιστη και ίση με το 50% της πλήρους τιμής.

Καθώς η αντίσταση φορτίου μειώνεται, το ρεύμα στο κύκλωμα αυξάνεται μαζί με τις εσωτερικές απώλειες και η τάση συνεχίζει να πέφτει και όταν φτάσει στο μηδέν, το ρεύμα θα είναι μέγιστο και θα περιορίζεται μόνο από το Ro. Αυτή είναι η λειτουργία K.Z. – βραχυκύκλωμα. Στην περίπτωση αυτή, η απώλεια ενέργειας είναι ίση με το σύνολο.

Καθώς η αντίσταση φορτίου αυξάνεται, το ρεύμα και οι εσωτερικές απώλειες πέφτουν και η τάση αυξάνεται. Όταν φτάσετε σε μια απείρως μεγάλη τιμή (διακοπή δικτύου) και I=0, η τάση θα είναι ίση με το EMF. Αυτή είναι η λειτουργία X..X. - ταχύτητα ρελαντί.

Απώλειες στο εσωτερικό του τροφοδοτικού

Οι μπαταρίες, οι γεννήτριες και άλλες συσκευές έχουν εσωτερική αντίσταση. Όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτά, απελευθερώνεται ενέργεια απώλειας. Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:

όπου "Uo" είναι η πτώση τάσης στο εσωτερικό της συσκευής ή η διαφορά μεταξύ του EMF και της τάσης εξόδου.

Εσωτερική αντίσταση τροφοδοσίας

Για τον υπολογισμό των ζημιών Ro. πρέπει να γνωρίζετε την εσωτερική αντίσταση της συσκευής. Αυτή είναι η αντίσταση των περιελίξεων της γεννήτριας, του ηλεκτρολύτη στην μπαταρία ή για άλλους λόγους. Δεν είναι πάντα δυνατό να το μετρήσετε με ένα πολύμετρο. Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε έμμεσες μεθόδους:

• Όταν η συσκευή είναι ενεργοποιημένη σε κατάσταση αδράνειας, μετράται το E (EMF).
• όταν το φορτίο είναι συνδεδεμένο, προσδιορίζεται το Uout. ( τάση εξόδου) και τρέχον Ι?
• Η πτώση τάσης στο εσωτερικό της συσκευής υπολογίζεται:

• Η εσωτερική αντίσταση υπολογίζεται:

Χρήσιμη ενέργεια P και απόδοση

Ανάλογα με τις συγκεκριμένες εργασίες, απαιτείται μέγιστη ωφέλιμη ισχύς P ή μέγιστη απόδοση. Οι προϋποθέσεις για αυτό δεν ταιριάζουν:

• Το P είναι μέγιστο στο R=Ro, με απόδοση = 50%.
• Η απόδοση είναι 100% σε λειτουργία H.H., με P = 0.

Λήψη μέγιστης ενέργειας στην έξοδο της συσκευής τροφοδοσίας

Το μέγιστο P επιτυγχάνεται με την προϋπόθεση ότι οι αντιστάσεις R (φορτίο) και Ro (πηγή ηλεκτρικής ενέργειας) είναι ίσες. Σε αυτή την περίπτωση, απόδοση = 50%. Αυτή είναι η λειτουργία "αντιστοιχισμένου φορτίου".

Εκτός από αυτό, δύο επιλογές είναι δυνατές:

• Η αντίσταση R πέφτει, το ρεύμα στο κύκλωμα αυξάνεται και οι απώλειες τάσης Uo και Po μέσα στη συσκευή αυξάνονται. Σε λειτουργία βραχυκυκλώματος (βραχυκύκλωμα) η αντίσταση φορτίου είναι "0", τα I και Po είναι μέγιστα και η απόδοση είναι επίσης 0%. Αυτή η λειτουργία είναι επικίνδυνη για μπαταρίες και γεννήτριες, επομένως δεν χρησιμοποιείται. Η εξαίρεση είναι οι γεννήτριες συγκόλλησης και οι μπαταρίες αυτοκινήτων που είναι πρακτικά εκτός χρήσης, οι οποίες, κατά την εκκίνηση του κινητήρα και την ενεργοποίηση της μίζας, λειτουργούν σε λειτουργία κοντά στο "βραχυκύκλωμα".
• Η αντίσταση φορτίου είναι μεγαλύτερη από την εσωτερική. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα φορτίου και η ισχύς P πέφτουν και στο άπειρο υψηλή αντίστασηείναι ίσα με «0». Αυτή είναι η λειτουργία X.H. (άεργος). Οι εσωτερικές απώλειες στη λειτουργία σχεδόν C.H είναι πολύ μικρές και η απόδοση είναι κοντά στο 100%.

Κατά συνέπεια, το "P" είναι μέγιστο όταν οι εσωτερικές και εξωτερικές αντιστάσεις είναι ίσες και είναι ελάχιστο σε άλλες περιπτώσεις λόγω υψηλών εσωτερικών απωλειών κατά το βραχυκύκλωμα και χαμηλού ρεύματος στην ψυχρή λειτουργία.

Η λειτουργία μέγιστης καθαρής ισχύος με απόδοση 50% χρησιμοποιείται στα ηλεκτρονικά σε χαμηλά ρεύματα. Για παράδειγμα, σε μια τηλεφωνική συσκευή Pout. μικρόφωνο - 2 milliwatt, και είναι σημαντικό να το μεταφέρετε στο δίκτυο όσο το δυνατόν περισσότερο, θυσιάζοντας παράλληλα την απόδοση.

Επίτευξη μέγιστης αποτελεσματικότητας

Η μέγιστη απόδοση επιτυγχάνεται στη λειτουργία H.H. λόγω της απουσίας απωλειών ισχύος εντός της πηγής τάσης Po. Καθώς το ρεύμα φορτίου αυξάνεται, η απόδοση μειώνεται γραμμικά στη λειτουργία βραχυκυκλώματος. ισούται με «0». Η λειτουργία μέγιστης απόδοσης χρησιμοποιείται σε γεννήτριες σταθμών ηλεκτροπαραγωγής όπου το αντίστοιχο φορτίο, το μέγιστο χρήσιμο Po και η απόδοση 50% δεν ισχύουν λόγω μεγάλων απωλειών, που αντιστοιχούν στο ήμισυ της συνολικής ενέργειας.

Αποδοτικότητα φόρτωσης

Η απόδοση των ηλεκτρικών συσκευών δεν εξαρτάται από την μπαταρία και δεν φτάνει ποτέ το 100%. Η εξαίρεση είναι τα κλιματιστικά και τα ψυγεία που λειτουργούν με την αρχή της αντλίας θερμότητας: η ψύξη ενός καλοριφέρ γίνεται με τη θέρμανση ενός άλλου. Εάν δεν λάβετε αυτό το σημείο υπόψη, η απόδοση θα είναι πάνω από 100%.

Η ενέργεια δαπανάται όχι μόνο για την εκτέλεση χρήσιμης εργασίας, αλλά και για τη θέρμανση των καλωδίων, την τριβή και άλλους τύπους απωλειών. Στους λαμπτήρες, εκτός από την απόδοση του ίδιου του λαμπτήρα, θα πρέπει να δώσετε προσοχή στο σχεδιασμό του ανακλαστήρα, στους θερμαντήρες αέρα - στην απόδοση της θέρμανσης του δωματίου και στους ηλεκτρικούς κινητήρες - στο cos φ.

Η γνώση της χρήσιμης ισχύος του στοιχείου τροφοδοσίας είναι απαραίτητη για την εκτέλεση υπολογισμών. Χωρίς αυτό, είναι αδύνατο να επιτευχθεί η μέγιστη απόδοση ολόκληρου του συστήματος.

Βίντεο

Η ισχύς που αναπτύσσεται από την πηγή ρεύματος σε ολόκληρο το κύκλωμα ονομάζεται πλήρη ισχύ.

Καθορίζεται από τον τύπο

όπου P rev είναι η συνολική ισχύς που αναπτύσσεται από την πηγή ρεύματος σε ολόκληρο το κύκλωμα, W;

Ε-εεε. δ.σ. πηγή, σε?

I είναι το μέγεθος του ρεύματος στο κύκλωμα, α.

Σε γενικές γραμμές ηλεκτρικό κύκλωμααποτελείται από ένα εξωτερικό τμήμα (φορτίο) με αντίσταση Rκαι εσωτερικό τμήμα με αντίσταση R0(αντίσταση της πηγής ρεύματος).

Αντικατάσταση της τιμής του e στην έκφραση για τη συνολική ισχύ. δ.σ. μέσω των τάσεων στα τμήματα του κυκλώματος, παίρνουμε

Μέγεθος UIαντιστοιχεί στην ισχύ που αναπτύσσεται στο εξωτερικό τμήμα του κυκλώματος (φορτίο) και καλείται χρήσιμη δύναμη Π όροφος =UI.

Μέγεθος U o Iαντιστοιχεί στην άχρηστη ισχύ που ξοδεύεται μέσα στην πηγή, Ονομάζεται απώλεια ισχύος P o =U o I.

Έτσι, η συνολική ισχύς είναι ίση με το άθροισμα της ωφέλιμης ισχύος και της ισχύος απώλειας P ob =P όροφος +P 0.

Ο λόγος της ωφέλιμης ισχύος προς τη συνολική ισχύ που αναπτύσσεται από την πηγή ονομάζεται απόδοση, συντομογραφείται ως απόδοση και συμβολίζεται με η.

Από τον ορισμό προκύπτει

Υπό οποιεσδήποτε συνθήκες, απόδοση η ≤ 1.

Αν εκφράσουμε την ισχύ ως προς το ρεύμα και την αντίσταση των τμημάτων του κυκλώματος, παίρνουμε

Έτσι, η απόδοση εξαρτάται από τη σχέση μεταξύ της εσωτερικής αντίστασης της πηγής και της αντίστασης του καταναλωτή.

Συνήθως, η ηλεκτρική απόδοση εκφράζεται ως ποσοστό.

Για την πρακτική ηλεκτρολογία, δύο ερωτήματα έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον:

1. Προϋπόθεση για την απόκτηση της μεγαλύτερης ωφέλιμης ισχύος

2. Προϋπόθεση για την επίτευξη της υψηλότερης απόδοσης.

Συνθήκη για την απόκτηση της μεγαλύτερης ωφέλιμης ισχύος (ισχύς σε φορτίο)

Το ηλεκτρικό ρεύμα αναπτύσσει τη μεγαλύτερη ωφέλιμη ισχύ (ισχύς στο φορτίο) εάν η αντίσταση φορτίου είναι ίση με την αντίσταση της πηγής ρεύματος.

Αυτή η μέγιστη ισχύς είναι ίση με το ήμισυ της συνολικής ισχύος (50%) που αναπτύσσεται από την πηγή ρεύματος σε ολόκληρο το κύκλωμα.

Η μισή ισχύς αναπτύσσεται στο φορτίο και η μισή στην εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος.

Εάν μειώσουμε την αντίσταση φορτίου, τότε η ισχύς που αναπτύσσεται στο φορτίο θα μειωθεί και η ισχύς που αναπτύσσεται στην εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος θα αυξηθεί.

Εάν η αντίσταση φορτίου είναι μηδέν, τότε το ρεύμα στο κύκλωμα θα είναι το μέγιστο, αυτό είναι λειτουργία βραχυκυκλώματος (βραχυκύκλωμα) . Σχεδόν όλη η ισχύς θα αναπτυχθεί στην εσωτερική αντίσταση της πηγής ρεύματος. Αυτή η λειτουργία είναι επικίνδυνη για την πηγή ρεύματος αλλά και για ολόκληρο το κύκλωμα.

Εάν αυξήσουμε την αντίσταση φορτίου, το ρεύμα στο κύκλωμα θα μειωθεί και η ισχύς στο φορτίο θα μειωθεί επίσης. Εάν η αντίσταση φορτίου είναι πολύ υψηλή, δεν θα υπάρχει καθόλου ρεύμα στο κύκλωμα. Αυτή η αντίσταση ονομάζεται απείρως μεγάλη. Αν το κύκλωμα είναι ανοιχτό, η αντίστασή του είναι απείρως μεγάλη. Αυτή η λειτουργία ονομάζεται κατάσταση αδράνειας.

Έτσι, σε καταστάσεις κοντά σε βραχυκύκλωμα και χωρίς φορτίο, η χρήσιμη ισχύς είναι μικρή στην πρώτη περίπτωση λόγω της χαμηλής τάσης και στη δεύτερη λόγω του χαμηλού ρεύματος.

Προϋπόθεση για την επίτευξη της υψηλότερης απόδοσης

Ο συντελεστής απόδοσης (απόδοση) είναι 100% στο ρελαντί (σε αυτή την περίπτωση, δεν απελευθερώνεται χρήσιμη ισχύς, αλλά ταυτόχρονα δεν καταναλώνεται η ισχύς της πηγής).

Καθώς το ρεύμα φορτίου αυξάνεται, η απόδοση μειώνεται σύμφωνα με έναν γραμμικό νόμο.

Στη λειτουργία βραχυκυκλώματος, η απόδοση είναι μηδενική (δεν υπάρχει χρήσιμη ισχύς και η ισχύς που αναπτύσσεται από την πηγή καταναλώνεται πλήρως μέσα σε αυτήν).

Συνοψίζοντας τα παραπάνω, μπορούμε να βγάλουμε συμπεράσματα.

Η συνθήκη για τη λήψη της μέγιστης ωφέλιμης ισχύος (R = R 0) και η προϋπόθεση για τη λήψη της μέγιστης απόδοσης (R = ∞) δεν συμπίπτουν. Επιπλέον, όταν λαμβάνετε τη μέγιστη ωφέλιμη ισχύ από την πηγή (λειτουργία αντιστοίχισης φορτίου), η απόδοση είναι 50%, δηλ. Η μισή ενέργεια που αναπτύσσεται από την πηγή σπαταλάται μέσα σε αυτήν.

Σε ισχυρό ηλεκτρικές εγκαταστάσειςΗ αντίστοιχη λειτουργία φόρτωσης είναι απαράδεκτη, καθώς σπαταλά μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Επομένως για σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειαςκαι των υποσταθμών, οι τρόποι λειτουργίας των γεννητριών, των μετασχηματιστών, των ανορθωτών υπολογίζονται έτσι ώστε να εξασφαλίζεται υψηλή απόδοση (90% και άνω).

Η κατάσταση είναι διαφορετική στην τεχνολογία ασθενούς ρεύματος. Ας πάρουμε, για παράδειγμα, ένα τηλέφωνο. Όταν μιλάτε μπροστά σε μικρόφωνο, α ηλεκτρικό σήμαμε ισχύ περίπου 2 MW. Προφανώς, για να επιτευχθεί το μεγαλύτερο εύρος επικοινωνίας, είναι απαραίτητο να μεταδοθεί όσο το δυνατόν περισσότερη ισχύς στη γραμμή, και αυτό απαιτεί μια συντονισμένη λειτουργία μεταγωγής φορτίου. Έχει σημασία η αποτελεσματικότητα σε αυτή την περίπτωση; Όχι βέβαια, αφού οι απώλειες ενέργειας υπολογίζονται σε κλάσματα ή μονάδες milliwatts.

Η αντίστοιχη λειτουργία φόρτωσης χρησιμοποιείται στον ραδιοεξοπλισμό. Στην περίπτωση που δεν εξασφαλίζεται συντονισμένος τρόπος λειτουργίας όταν η γεννήτρια και το φορτίο συνδέονται απευθείας, λαμβάνονται μέτρα για την αντιστοίχιση των αντιστάσεων τους.