In practica, pentru a obtine generatoare cu parametrii doriti, acestia se grupeaza: in serie, in paralel si mixt. Mai multe generatoare grupate formeaza o baterie.
Gruparea in serie a generatoarelor se realizeaza daca borna negativa a fiecarui generator se leaga cu borna pozitiva a generatorului urmator ca in figura.
Cand se formeaza o baterie se pune problema de a gasi un generator echivalent care debiteaza printr-un rezistor conectat in circuitul bateriei acelasi curent ca si bateria.
Fie o baterie formata din n generatoare caraterizate de tem si rezistente interne diferite :e1, r1; e2, r2 si en, rn. Bateria poate fi inlocuita cu un singur generator care debiteaza pe rezistorul R intensitatea Is. Aceasta intensitate se obtine aplicand legea a doua a lui Kirchhoff.
e1 + e2 + ... + en = Is·R + Is (r1 + r2 +...+ rn)
Is = (e1 + e2 + ... + en)/(R + r1 + r2 +...+ rn)
Generalizand pentru n generatoare identice
Is = n·e/(R + nr)
Gruparea generatoarelor in serie este folosita in practica atunci cand la bornele rezistorului este necesara o tensiune mare.
Gruparea in paralel a generatoarelor se realizeaza legand polul pozitiv al tuturor generatoarelor intr-un nod a al circuitului si polul negativ intr-un alt nod b al circuitului ca in figura.
In cazul gruparii generatoarelor in paralel trebuie ca toate generatoarele care alcatuiesc bateria sa aiba aceeasi tem caci, altfel, iau nastere, in baterie, curenti locali care descarca repede generatoarele cu tem mai mare.
Pentru a gasi expresia curentului de intensitate Ip ce strabate rezistorul R se aplica legile lui Kirchhoff.
Ip = I' + I' +...+ I' = n·I', → I' = Ip/n
Pentru ochiul n:
e = Ip·R + Ip·r/n
Ip = e/(R + r/n)
Prin legarea surselor in paralel, bateria furnizeaza un curent de intensitate mai mare decat ar putea furniza o singura sursa.
Gruparea in serie a generatoarelor se realizeaza daca borna negativa a fiecarui generator se leaga cu borna pozitiva a generatorului urmator ca in figura.
Cand se formeaza o baterie se pune problema de a gasi un generator echivalent care debiteaza printr-un rezistor conectat in circuitul bateriei acelasi curent ca si bateria.
Fie o baterie formata din n generatoare caraterizate de tem si rezistente interne diferite :e1, r1; e2, r2 si en, rn. Bateria poate fi inlocuita cu un singur generator care debiteaza pe rezistorul R intensitatea Is. Aceasta intensitate se obtine aplicand legea a doua a lui Kirchhoff.
e1 + e2 + ... + en = Is·R + Is (r1 + r2 +...+ rn)
Is = (e1 + e2 + ... + en)/(R + r1 + r2 +...+ rn)
Generalizand pentru n generatoare identice
Is = n·e/(R + nr)
Gruparea generatoarelor in serie este folosita in practica atunci cand la bornele rezistorului este necesara o tensiune mare.
Gruparea in paralel a generatoarelor se realizeaza legand polul pozitiv al tuturor generatoarelor intr-un nod a al circuitului si polul negativ intr-un alt nod b al circuitului ca in figura.
In cazul gruparii generatoarelor in paralel trebuie ca toate generatoarele care alcatuiesc bateria sa aiba aceeasi tem caci, altfel, iau nastere, in baterie, curenti locali care descarca repede generatoarele cu tem mai mare.
Pentru a gasi expresia curentului de intensitate Ip ce strabate rezistorul R se aplica legile lui Kirchhoff.
Ip = I' + I' +...+ I' = n·I', → I' = Ip/n
Pentru ochiul n:
e = Ip·R + Ip·r/n
Ip = e/(R + r/n)
Prin legarea surselor in paralel, bateria furnizeaza un curent de intensitate mai mare decat ar putea furniza o singura sursa.
Energia si puterea curentului electric
Conform definitiei tensiunii intre doua puncte, energia necesara transportului unei sarcini el;ectrice q intre cele doua puncte este
W = q·U.
Daca cele doua puncte sunt extremitatile unei portiuni de circuit, a carei rezistenta este R si care e stabatuta de un curent cu intensitatea I, cum q = I·t, t fiind timpul cat a trecut curentul prin portunea de circuit,
W = U·I·t,(joule)
relatie care tinand seama de legea lui Ohm I = U/R se mai scrie
W = R·I2·t,
sau W = U2·t/R
Un conductor parcurs de curent electric se incalzeste pentru ca prin ciocniri intre purtatorii de sarcini electrice si ionii din nodurile retelei cristaline o parte din energia de miscare a purtatorilor este transformata in caldura, deci
Q = 0,24·U·I·t cal15 1cal15 = 4,1855j
Caldura dezvoltata incalzeste conductorul strabatut de curent, de aceea este folosit intr-o mare varietate de aparate si dispozitive de incalzit.
W = q·U.
Daca cele doua puncte sunt extremitatile unei portiuni de circuit, a carei rezistenta este R si care e stabatuta de un curent cu intensitatea I, cum q = I·t, t fiind timpul cat a trecut curentul prin portunea de circuit,
W = U·I·t,(joule)
relatie care tinand seama de legea lui Ohm I = U/R se mai scrie
W = R·I2·t,
sau W = U2·t/R
Un conductor parcurs de curent electric se incalzeste pentru ca prin ciocniri intre purtatorii de sarcini electrice si ionii din nodurile retelei cristaline o parte din energia de miscare a purtatorilor este transformata in caldura, deci
Q = 0,24·U·I·t cal15 1cal15 = 4,1855j
Caldura dezvoltata incalzeste conductorul strabatut de curent, de aceea este folosit intr-o mare varietate de aparate si dispozitive de incalzit.
Puterea electrica este definita de raportul dintre energie si timp .
Puterea generatorului:
Pg = e·I = I2(R + r) = e2/R (Watt = j/s)
Puterea consumata in circuitul exterior:
Pc = W/t = U·I = R·I2 = U2R (W = j/s)
Puterea pierduta in interiorul generatorului: Pint = I2·r(W = j/s)
Puterea pierduta pe linia de transport: ΔPl = ΔU·I = I2·Rl
1J = 1W·1s. Energia electrica se mai masoara in kwh; 1kwh = 3,6·106J
Puterea generatorului:
Pg = e·I = I2(R + r) = e2/R (Watt = j/s)
Puterea consumata in circuitul exterior:
Pc = W/t = U·I = R·I2 = U2R (W = j/s)
Puterea pierduta in interiorul generatorului: Pint = I2·r(W = j/s)
Puterea pierduta pe linia de transport: ΔPl = ΔU·I = I2·Rl
1J = 1W·1s. Energia electrica se mai masoara in kwh; 1kwh = 3,6·106J
Randamentul generatorului
Din energia sursei o parte este cosumata pe rezistenta interna a generatorului, iar restul este furnizata consumatorului. Randamentul generatorului este:
η = Pc/Pg = U·I/ e·I = U/e = R/(R + r) < 1
η = Pc/Pg = U·I/ e·I = U/e = R/(R + r) < 1
Transferul maxim de putere de la generator la consumator
Puterea utila sau puterea consumata poate fi scrisa sub forma:
Pc = R·I2 = e2·R/(R + r)2 = e2/[√R + (r/√R)]2 Deoarece numaratorul este constant, Pc este maxima cand numitorul este minim
Numitorul atinge valoare minima daca derivata lui de ordinul intai in raport cu rezistenta interna r este zero confotm teoremei lui Fermat
Derivam numitorul in raport cu r si egalam derivata cu zero
{[√R + (r/√R)]2}' = [√R + (r/√R)]·(1/√R) = 0, → |r| = R
Puterea maxima absorbita de consumator devine:
Pmax = e2·r/(r + r)2 = e2/4r
Pc = R·I2 = e2·R/(R + r)2 = e2/[√R + (r/√R)]2 Deoarece numaratorul este constant, Pc este maxima cand numitorul este minim
Numitorul atinge valoare minima daca derivata lui de ordinul intai in raport cu rezistenta interna r este zero confotm teoremei lui Fermat
Derivam numitorul in raport cu r si egalam derivata cu zero
{[√R + (r/√R)]2}' = [√R + (r/√R)]·(1/√R) = 0, → |r| = R
Puterea maxima absorbita de consumator devine:
Pmax = e2·r/(r + r)2 = e2/4r
si daca avem 2 generatoare in paralel, legate astfel:
RăspundețiȘtergere---- - + ----
---- + - ----
cum se calculeaza I?