Страница:Радиолюбитель 1930 г. №06.djvu/17

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


Когда источник энергии отдает максимум

ОСЯКИЙ источник энергии элемент, дннаыо - машина, трансформатор высокой или низкой частоты — имеет внутреннее сонротивление, в котором при работе этого источника энергии теряется некоторое количество энергии. Этот расход является в известной степени неизбежным накладным расходом, так сказать издержками аппарата.

Задачей организатора этого аппарата, или выражаясь технически, конструктора прибора или составителя той или иной схемы дать такой расчет, чтобы при минимальных расходах д биться максимально. /.

ных результатов, так же, как во всяком другом деле. Однако улучшение внутренней структуры аппарата рационально только до известного предела, иначе это улучшение будет стоить дороже, чем даваемый им эффект. С этим пределом (благоразумия) мы встречаемся в житейской практике на каждом шагу. Например, пыль в нашей комнате садится на пол и обстааовку, можно считать непрестанно, круглые сутки. Если мы будем вытирать эту пыль раз в месяц—это будет слишком грязно, — невыгодно для нас; если же мы ударимся в другую крайность и будем повторять уборку через каждые полчаса, то чистоты мы доб;ем- ся, конечно, очень хорошей, но это уже будет невыгодно из-за большого труда. Нужна известного рода середина. Другой более технический пример. Мотор автомо биля Форда рассчитан так, что максимум мощности он отдает при 2200 оборотах двигателя в минуту. Если нагрузка машины достаточно велика, то скорость движения уменьшается, и мотор при пониженном числе оборотов дает очень мало мощности. На помощь приходит трансформатор э ергии — коробка скоростей.

Водитель машины включает такое соотношение сцепления между ведущими колесами и валом двигателя, чтобы мотор продолжал работать с числом оборотов в 2200, т -е. с максимальным коэффициентом полезного действия. Таким обравом будет восстановлено необходимое соотношение между полезным сопротивлением нагрузки и собственными расходами машины. Машине в целом дает максимальный эффект, несмотря на изменившиеся условия нагрузки и скорость движения.

Рассмотрим случай нагрузки источника алектрической энергии напряжением Е вольт и внутренним сопротивлением г на внешнюю цепь, состоящую из изменяемого сопротивления R. Максимальный ! ток от источника будет получен в том [ случае, когда сопротивление нагрувки

будет равно нулю. Однако в этом случае мы имеем короткое замыкание тока, которое характеризуется тем, что всю свою возможную энергию источник расходует внутри себя, во внутреннем сопротивлении. Энергия во внешней цепи будет равна нулю, так как отсутствует сопротивление, в котором эта энергия могла бы быть выделена. Второй крайний случай: источник энергии нагружен на очень большое сопротивление. Напряжение на концах этого сопротивления будет максимально возможным, т. - е. равным электродвижущей силе источника. Однако сила тока в цепи будет приближаться к нулю и отдаваемая источником энергия и в этом случае будет нуль (источник не нагружен, работает вхолостую). Необходимо такое соотношение между сопротивлениями, чтобы произведение силы тока на напряжение, имеющееся на зажимах внешней нагрузки, было бы максимальным. Теория доказывает, что максимальная отдача эчергии может быть достигнута в том случае, когда внешнее сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению источника тока.

Для нашего источника максимум будет при R — r. Максимальная отдача в этом случае может быть вычислена по формуле

у/ Е 2

ууmax — или, что для этого случая

4 г

£2

Ток в цепи источника электродвижущей силы Е вольт, имеющего внутреннее сопротивление томов и замкнутого на сопротивление нагрузки R омов, вычисляется по закону Ома:

/= (ампер)

г --К

Напряжение, теряемое только 8 сопротивлении пагрузки:

Vr ^воаьт)

Мощность, выделямая в сопротивлении нагрузки по любой из трех формул:

IVr=/ . VR-: VJp =П . R, полу- £2 , R

чается равной Wr z . ( ^ (ватт). Ма-

сопро-

WRm

(при условии R = г)

(r + R)2

ксимально возможная мощность тивлении нагрузки:

Е 2

R

Коэффициент у, использования или отдачи (это не есть'коэффициент полезного действия машины, преобразовывающей с возможно меньшими потерями один вид энергии в другой) зависит только от отношения между внутренними и внешними

g

сопротивлениями П — и не зависит

г

от напряжения источника или от абсолютных значений этих сопротивлений. Определим величину коэффициента вс-

пользования: •/}— —'П при чем П мо-

(1+Л)2

жет означать как отношение внешнего со-

R

противления ко внутреннему П — так

и наоборот, внутреннего сопротивления к нагрузочному П — JL- . Для быстроты

будет одно и то же. Wmax=^

4 R

При

всяком ином соотношении между сопротивлениями внешней нагрузки и сопротивлением самого источника количество отдаваемой эиергии будет меньше, независимо от силы тока, протекающего в цепи. С этим правилом любителю приходится считаться, когда он для получения максимального эффекта подбирает анодную нагрузку по величине, равной внутреннему сопротивлению лампы, когда он подбирает число витков выходного трансформатора, соответствующее сопротивлению трансляционной линии, когда он в усилителе высокой частоты подбирает правильное соотношение между числами витков первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Максимальная сила приема детекторного приемника получается в том случае, если сопротивление детекторной цепи равпо сопротивлению антенной цепи и т. д.

В точности выполнить требование максимальной отдачи, т.-е. дать сопротивление нагрузки равным внутреннему confo- тиоленню источника тока, практически не всегда возможно. Поэтому во всех расчетах нужно всегда зарапее знать, насколько уменьшается отдача при том или ином соотношении между внутренним и внешним сопротивлениями

подсчета лучше всего пользоваться отношением большего сопротивления к меньшему. Зависимость использования коэффициента от соотношения сопротивлений легче всего уяснить, построив график отдачи.

По такому графику сразу можно определить допустимые пределы для работы.

! °'о

- - - — ——= ■>

SO

so

70

60

SO

40

30 20 /О 

0,

Щ


Hi

1

h

3

! ||

1

4j

.

fi

—J

li 1

-

3

J

Jj J

1 L_

' <S i

Ш

Lt4

/ qts Q2 qxqjqxsq* <?.'• qe qrqeec.

■ .V J

’ JS < s 6 ? 6 S JC

1

элементы

Рис 2.

Обычные аккумуляторы эксплоатирсваться с максимальной отдачей не могут, благодаря своим химическим свойствам и специальному наэначе пню отдавать энергию, превращая ее и:-; химического вида в электрический, в течение продолжительного срока.

Приводим в графической форме зависимость величины отдачи при различных нагрузках.

Оба графика дают одну и ту же зави симость, но первый график выиолнен в линейном масштабе, второй- в логарифмическом.

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ М б

215