प्रत्यक्ष धारा के साथ विद्युत परिपथ
एकल सर्किट में विद्युत ऊर्जा के स्रोत के अंदर नकारात्मक ध्रुव से सकारात्मक दिशा में निर्देशित एक प्रत्यक्ष वर्तमान EMF के साथ एक विद्युत परिपथ एक वर्तमान I को उसी दिशा में उत्तेजित करता है, जो कि द्वारा निर्धारित किया जाता है ओम कानून पूरी श्रृंखला के लिए:
मैं = ई / (आर + आर मंगलवार),
जहां आर बाहरी सर्किट का प्रतिरोध है जिसमें रिसीवर और कनेक्टिंग तार शामिल हैं, आरडब्ल्यू आंतरिक सर्किट का प्रतिरोध है जिसमें विद्युत ऊर्जा का स्रोत शामिल है।
यदि विद्युत परिपथ के सभी तत्वों के प्रतिरोध वर्तमान और EMF के मान और दिशा पर निर्भर नहीं करते हैं, तो उन्हें, साथ ही साथ सर्किट को भी रैखिक कहा जाता है।
एकल-लूप रैखिक डीसी विद्युत सर्किट में विद्युत ऊर्जा के एकल स्रोत के साथ, वर्तमान ईएमएफ के सीधे आनुपातिक है और सर्किट के कुल प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती है।
चावल। 1. दिष्ट धारा वाले एकल-सर्किट विद्युत परिपथ का आरेख
उपरोक्त सूत्र से यह पता चलता है कि E - RwI = RI, जहाँ I = (E - PvI) / R या I = U / R, जहाँ U = E - RwI विद्युत ऊर्जा के स्रोत का वोल्टेज है, जो इससे निर्देशित होता है धनात्मक ध्रुव से ऋणात्मक ध्रुव।
अभिव्यक्ति मैं = यू / आर है एक सर्किट के एक खंड के लिए ओम का नियम, उन टर्मिनलों पर जिन पर एक वोल्टेज U लगाया जाता है, उसी स्थान पर वर्तमान I के साथ दिशा में मेल खाता है।
E = const और RW = const पर वोल्टेज बनाम करंट U(I) को विद्युत ऊर्जा के एक रैखिक स्रोत (चित्र 2) की बाहरी या वोल्ट-एम्पीयर विशेषता कहा जाता है, जिसके अनुसार किसी भी वर्तमान I के लिए यह निर्धारित करना संभव है। संबंधित वोल्टेज यू और नीचे दिए गए सूत्रों के अनुसार - विद्युत ऊर्जा के रिसीवर की शक्ति की गणना करें:
P2 = RI2 = E2R / (R + RTuesday)2,
विद्युत ऊर्जा का स्रोत:
P1 = (R + RTuesday) Az2 = E2 / (R + RTuesday)
और डीसी सर्किट में स्थापना की दक्षता:
η = P2 / P1 = R / (R + Rwt) = 1 / (1 + RWt / R)
चावल। 2. विद्युत ऊर्जा के स्रोत की बाहरी (वोल्ट-एम्पीयर) विशेषता
विद्युत ऊर्जा के स्रोत की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता का बिंदु X एक खुले सर्किट में निष्क्रिय मोड (xx) से मेल खाता है, जब वर्तमान Azx = 0 और वोल्टेज Ux = E।
प्वाइंट एच नाममात्र मोड निर्धारित करता है अगर वोल्टेज और वर्तमान विद्युत ऊर्जा के स्रोत के पासपोर्ट में दिए गए उनके नाममात्र मूल्यों Unom और Aznom के अनुरूप हैं।
बिंदु K शॉर्ट-सर्किट मोड (शॉर्ट सर्किट) की विशेषता है, जो तब होता है जब विद्युत ऊर्जा के स्रोत के टर्मिनल एक दूसरे से जुड़े होते हैं, जिसमें बाहरी प्रतिरोध R =0 होता है। इस मामले में, एक शॉर्ट-सर्किट करंट Azk = E / Rwatt होता है, जो इस तथ्य के कारण नाममात्र के वर्तमान Aznom से कई गुना अधिक है स्रोत का आंतरिक प्रतिरोध विद्युत ऊर्जा आरडब्ल्यू <आर।इस मोड में, विद्युत ऊर्जा के स्रोत यूके = 0 के टर्मिनलों पर वोल्टेज।
प्वाइंट सी मिलान मोड से मेल खाता है जहां बाहरी सर्किट आर का प्रतिरोध विद्युत ऊर्जा के आंतरिक लक्ष्य आरवाट स्रोत के प्रतिरोध के बराबर है। इस मोड में, एक वर्तमान Ic = E / 2R है, बाहरी सर्किट की शक्ति उच्चतम शक्ति P2max = E2 / 4RW और स्थापना ηc = 0.5 की दक्षता (दक्षता) से मेल खाती है।
अनुबंध शासन जहां:
P2 / P2max = 4R2 / (R + Rtu)2 = 1 और Ic = E / 2R = I
चावल। 3. विद्युत ऊर्जा के रिसीवर की सापेक्ष शक्ति की निर्भरता और रिसीवर के सापेक्ष प्रतिरोध पर स्थापना की दक्षता का रेखांकन
बिजली संयंत्रों में, विद्युत परिपथों के मोड समन्वित मोड से काफी भिन्न होते हैं और धाराओं I << Ic द्वारा रिसीवर R Rvat के प्रतिरोध के कारण होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऐसी प्रणालियों का संचालन उच्च दक्षता के साथ आगे बढ़ता है।
विद्युत परिपथों में परिघटनाओं के अध्ययन को समतुल्य परिपथों के साथ बदलकर सरल किया जाता है - गणितीय मॉडल आदर्श तत्वों के साथ, जिनमें से प्रत्येक की विशेषता एक और बह तत्वों के मापदंडों से लिए गए पैरामीटर हैं। ये आरेख विद्युत परिपथों के गुणों को पूरी तरह से दर्शाते हैं और, यदि कुछ शर्तें पूरी होती हैं, तो विद्युत परिपथों की विद्युत स्थिति के विश्लेषण की सुविधा प्रदान करते हैं।
सक्रिय तत्वों वाले समतुल्य सर्किट में, एक आदर्श ईएमएफ स्रोत और एक आदर्श वर्तमान स्रोत का उपयोग किया जाता है।
एक निरंतर EMF, E, और शून्य के बराबर एक आंतरिक प्रतिरोध की विशेषता वाला एक आदर्श EMF स्रोत, जिसके परिणामस्वरूप ऐसे स्रोत का करंट कनेक्टेड रिसीवर्स के प्रतिरोध द्वारा निर्धारित किया जाता है, और एक शॉर्ट सर्किट सैद्धांतिक रूप से करंट और पावर का कारण बनता है असीम रूप से बड़े मूल्य की ओर प्रवृत्त।
एक आदर्श शक्ति स्रोत को एक आंतरिक प्रतिरोध सौंपा गया है जो एक असीम रूप से बड़े मूल्य और एक निरंतर वर्तमान एज़डो को अपने टर्मिनलों पर वोल्टेज की परवाह किए बिना, शॉर्ट-सर्किट करंट के बराबर होता है, जिसके परिणामस्वरूप लोड में असीमित वृद्धि होती है। स्रोत वोल्टेज और शक्ति में सैद्धांतिक रूप से असीमित वृद्धि के साथ है।
चावल। 4. विद्युत ऊर्जा के एक वास्तविक स्रोत और एक प्रतिरोधक के साथ विद्युत परिपथ के लिए बैकअप सर्किट, ए - ईएमएफ के एक आदर्श स्रोत के साथ, बी - वर्तमान के एक आदर्श स्रोत के साथ।
EMF E, आंतरिक प्रतिरोध Rvn और शॉर्ट-सर्किट करंट Ic के साथ विद्युत ऊर्जा के वास्तविक स्रोतों को समतुल्य सर्किट द्वारा दर्शाया जा सकता है जिसमें क्रमशः एक आदर्श ईएमएफ स्रोत या एक आदर्श वर्तमान स्रोत शामिल होता है, जिसमें प्रतिरोधक तत्व श्रृंखला में और समानांतर में जुड़े होते हैं, जो लक्षण वर्णन करते हैं एक वास्तविक स्रोत के आंतरिक पैरामीटर और कनेक्टेड रिसीवर्स की शक्ति को सीमित करना (चित्र 4, ए, बी)।
विद्युत ऊर्जा के वास्तविक स्रोत आदर्श ईएमएफ स्रोतों के शासन के करीब शासन में काम करते हैं, अगर वास्तविक स्रोतों के आंतरिक प्रतिरोध की तुलना में रिसीवर का प्रतिरोध बड़ा होता है, यानी जब वे निष्क्रिय मोड के करीब शासन में होते हैं।
ऐसे मामलों में जहां ऑपरेटिंग मोड मोड के करीब हैं शार्ट सर्किट, वास्तविक स्रोत आदर्श वर्तमान स्रोतों से संपर्क करते हैं क्योंकि वास्तविक स्रोतों के आंतरिक प्रतिरोध की तुलना में रिसीवर का प्रतिरोध छोटा होता है।
