Мощность источника это: Мощность источника тока: как определить, формулы, зависимости

Содержание

Определение эдс и мощности источника тока

Цель работы:
определить ЭДС источника постоянного
тока методом компенсации, полезную
мощность и КПД в зависимости от
сопротивления нагрузки.

Оборудование:
исследуемый источник тока, источник
стабилизированного напряжения, магазин
сопротивления, миллиамперметр,
гальванометр.

Источники
тока – это
устройства, в которых происходит
преобразование различных видов энергии
(механической, химической, тепловой) в
электрическую энергию. В источниках
тока происходит разделение электрических
зарядов разного знака. Поэтому если
источник замкнуть на нагрузку, например
на проводник, то по проводнику потечет
электрический ток, вызванный движением
зарядов под действием электростатического
поля. За направление тока принято
направление движения положительных
зарядов. То есть ток потечет от
положительного полюса источника через
проводник к отрицательному. Но через
источник заряды движутся против сил
электростатического поля. Это может
происходить только под действием сил
не электростатической природы, так
называемых сторонних сил. Например,
магнитной силы Лоренца в генераторах
электростанций, сил диффузии в химических
источниках тока.

Характеристикой
источника тока является электродвижущая
сила – ЭДС.
Она равна
отношению работы сторонних сил к величине
перенесенного заряда:

.
(1)

Рассмотрим
электрическую цепь из источника тока
с внутренним сопротивлением r,
замкнутого на нагрузку сопротивлением
R.
По закону сохранения энергии работа
сторонних сил

при неподвижных
проводниках превращается в теплоту,
выделяемую на нагрузке и внутреннем
сопротивлении самого источника. Согласно
закону Джоуля – Ленца теплота, выделяемая
в проводнике, равна произведению квадрата
силы тока на сопротивление и время
протекания тока. Тогда
.
После
сокращения на Jt
получим, что сила тока в цепи равна
отношению ЭДС к полному сопротивлению
электрической цепи:

.
(2)

Это закон
Ома для полной
цепи. При отсутствии тока через источник
падение напряжения на внутреннем
сопротивлении отсутствует и ЭДС равна
напряжению между полюсами источника.
Единицей измерения ЭДС, как и напряжения,
является вольт (В).

ЭДС
можно измерить различными методами.
Если, в простейшем случае, вольтметр c
сопротивлением R подсоединить
к полюсам источника с внутренним
сопротивлением r,
то, по закону Ома, показания вольтметра
будут
.
Это меньше, чем ЭДС, на величину падения
напряжения на внутреннем сопротивлении.

Вкомпенсационном методе измерения ЭДС
ток через источник не течет (рис. 1). Если
с помощью регулятора блока питания БП
подобрать напряжения на магазине
сопротивленийR
точно равным ЭДС источника, то ток через
источник и через гальванометр Г
не потечет. Тогда ЭДС источника будет
равна падению напряжения на магазине
сопротивлений

Е = J
R.
(3)

Полезная
мощность
источника тока при неподвижных проводниках
– это тепловая мощность, выделяемая на
нагрузке. По закону Джоуля – Ленца Р
= J²R.
Подставив силу тока, согласно закону
Ома (2), получим формулу зависимости
полезной мощности от сопротивления
нагрузки:

КПД источника тока: формулы

В процессе перемещения зарядов внутри замкнутой цепи, источником тока совершается определенная работа. Она может быть полезной и полной. В первом случае источник тока перемещает заряды во внешней цепи, совершая при этом работу, а во втором случае – заряды перемещаются во всей цепи. В этом процессе большое значение имеет КПД источника тока, определяемого, как соотношение внешнего и полного сопротивления цепи. При равенстве внутреннего сопротивления источника и внешнего сопротивления нагрузки, половина всей мощности будет потеряна в самом источнике, а другая половина выделится на нагрузке. В этом случае коэффициент полезного действия составит 0,5 или 50%.

Содержание

КПД электрической цепи

Рассматриваемый коэффициент полезного действия в первую очередь связан с физическими величинами, характеризующими скорость преобразования или передачи электроэнергии. Среди них на первом месте находится мощность, измеряемая в ваттах. Для ее определения существует несколько формул: P = U x I = U2/R = I2 x R.

В электрических цепях может быть различное значение напряжения и величина заряда, соответственно и выполняемая работа тоже отличается в каждом случае. Очень часто возникает необходимость оценить, с какой скоростью передается или преобразуется электроэнергия. Эта скорость представляет собой электрическую мощность, соответствующую выполненной работе за определенную единицу времени. В виде формулы данный параметр будет выглядеть следующим образом: P=A/∆t. Следовательно, работа отображается как произведение мощности и времени: A=P∙∆t. В качестве единицы измерения работы используется джоуль (Дж).

Для того чтобы определить, насколько эффективно какое-либо устройство, машина электрическая цепь или другая аналогичная система, в отношении мощности и работы используется КПД – коэффициент полезного действия. Данная величина определяется как отношение полезно израсходованной энергии, к общему количеству энергии, поступившей в систему. Обозначается КПД символом η, а математически определяется в виде формулы: η = A/Q x 100% = [Дж]/[Дж] х 100% = [%], в которой А – работа выполненная потребителем, Q – энергия, отданная источником. В соответствии с законом сохранения энергии, значение КПД всегда равно или ниже единицы. Это означает, что полезная работа не может превышать количество энергии, затраченной на ее совершение.

Таким образом, определяются потери мощности в какой-либо системе или устройстве, а также степень их полезности. Например, в проводниках потери мощности образуются, когда электрический ток частично превращается в тепловую энергию. Количество этих потерь зависит от сопротивления проводника, они не являются составной частью полезной работы.

Существует разница, выраженная формулой ∆Q=A-Q, наглядно отображающей потери мощности. Здесь очень хорошо просматривается зависимость между ростом потерь мощности и сопротивлением проводника. Наиболее ярким примером служит лампа накаливания, КПД у которой не превышает 15%. Остальные 85% мощности превращаются в тепловое, то есть в инфракрасное излучение.

Что такое КПД источника тока

Рассмотренный коэффициент полезного действия всей электрической цепи, позволяет лучше понять физическую суть КПД источника тока, формула которого также состоит из различных величин.

В процессе перемещения электрических зарядов по замкнутой электрической цепи, источником тока выполняется определенная работа, которая различается как полезная и полная. Во время совершения полезной работы, источника тока перемещает заряды во внешней цепи. При полной работе, заряды, под действием источника тока, перемещаются уже по всей цепи.

В виде формул они отображаются следующим образом:

Полезная работа — Аполез = qU = IUt = I2Rt.
Полная работа – Аполн = qε = Iεt = I2(R +r)t.

На основании этого, можно вывести формулы полезной и полной мощности источника тока:

Полезная мощность – Рполез = Аполез /t = IU = I2R.
Полная мощность – Рполн = Аполн/t = Iε = I2(R + r).

В результате, формула КПД источника тока приобретает следующий вид:

η = Аполез/ Аполн = Рполез/ Рполн = U/ε = R/(R + r).

Максимальная полезная мощность достигается при определенном значении сопротивления внешней цепи, в зависимости от характеристик источника тока и нагрузки. Однако, следует обратить внимание на несовместимость максимальной полезной мощности и максимального коэффициента полезного действия.

Исследование мощности и КПД источника тока

Коэффициент полезного действия источника тока зависит от многих факторов, которые следует рассматривать в определенной последовательности.

Для определения величины тока в электрической цепи, в соответствии с законом Ома, существует следующее уравнение: i = E/(R + r), в котором Е является электродвижущей силой источника тока, а r – его внутренним сопротивлением. Это постоянные величины, которые не зависят от переменного сопротивления R. С их помощью можно определить полезную мощность, потребляемую электрической цепью:

W1 = i x U = i2 x R. Здесь R является сопротивлением потребителя электроэнергии, i – ток в цепи, определяемый предыдущим уравнением.

Таким образом, значение мощности с использованием конечных переменных будет отображаться в следующем виде: W1 = (E2 x R)/(R + r).

Поскольку сила тока представляет собой промежуточную переменную, то в этом случае функция W1(R) может быть проанализирована на экстремум. С этой целью нужно определить значение R, при котором величина первой производной полезной мощности, связанная с переменным сопротивлением (R) будет равной нулю: dW1/dR = E2 x [(R + r)2 – 2 x R x (R + r)] = E2 x (Ri + r) x (R + r – 2 x R) = E2(r – R) = 0 (R + r)4 (R + r)4 (R + r)3

Из данной формулы можно сделать вывод, что значение производной может быть нулевым лишь при одном условии: сопротивление приемника электроэнергии (R) от источника тока должно достичь величины внутреннего сопротивления самого источника (R => r). В этих условиях значение коэффициента полезного действия η будет определяться как соотношение полезной и полной мощности источника тока – W1/W2. Поскольку в максимальной точке полезной мощности сопротивление потребителя энергии источника тока будет таким же, как и внутреннее сопротивление самого источника тока, в этом случае КПД составит 0,5 или 50%.

Задачи на мощность тока и КПД

Закон Ома для переменного тока

Как понять Закон Ома: простое объяснение для чайников с формулой и понятиями

Закон Ома для однородного участка цепи – формула

Закон Ома для полной и не полной электрической цепи, формула и правильное определение

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Закон Ома для неоднородного участка цепи простым языком для чайников

Разница между источником питания и источником питания

Ключевая разница — источник питания и источник питания

Мощность определяется как энергия, потребляемая или поставляемая в течение заданного периода. Поскольку энергия не может быть создана в соответствии с теорией сохранения энергии, она должна быть преобразована в потребляемую форму из доступного источника, чтобы использовать энергию. Электричество является одной из наиболее часто используемых форм энергии. Чтобы электричество можно было использовать, оно должно быть обеспечено или подведено к прибору от источника питания, как в телевизоре, который подключен к основной линии электропередач через розетку. Но ни розетка, ни магистраль не производят электричество; электричество передается в розетку от внешнего источника энергии. Таким образом, ключевое различие между источником питания и источником питания можно определить следующим образом: источник питания используется для подачи питания на устройство, тогда как источник питания — это источник, из которого производится питание.

Содержание
1. Обзор и ключевые разницы
2. Что такое источник питания
3. Что такое источник питания
4. Сравнение бок — источник питания против источника питания
5. Сводка

Что есть Источник питания?

Источник питания — это место, где возникает энергия. Поскольку энергию нельзя создать, нет источника всей энергии во Вселенной, но мы можем определить родительский источник в другой форме энергии. Например, источником энергии земли может быть признано солнце. Точно так же источник, из которого производится электричество, является источником электроэнергии.

Электроэнергия производится из разных источников. В глобальном масштабе основными источниками производства электроэнергии являются уголь, природный газ, гидроэнергетика и ядерная энергия. Кроме того, для производства также используются такие источники, как углеводородное топливо, солнечная энергия, приливные волны, топливо из биомассы, ветер и геотермальная энергия. Наличие источников, себестоимость единицы продукции, инфраструктура и т. д. учитываются при выборе источников для массового производства электроэнергии. Кроме того, химические соединения используются в качестве источника в батареях, таких как литий-ионные батареи, никель-кадмиевые батареи, автомобильные батареи и т. д.

Рисунок 01: Мировое производство электроэнергии

Некоторые источники, такие как атомная энергетика и уголь, используются для выработки тепла, которое кипятит воду для производства пара, который приводит в действие паровую турбину. Турбина используется с генератором, который преобразует кинетическую энергию в электричество. Во всех вышеперечисленных случаях, кроме солнечной энергетики, для производства электроэнергии используется генератор. Солнечное электричество, вырабатываемое фотогальваническими панелями, является единственным методом, не связанным с механическим преобразованием энергии.

Что такое блок питания?

Источник питания — это устройство или метод, обеспечивающий электроэнергией устройство. Он не производит электроэнергию, но получает электроэнергию от существующей линии электропередач или генератора и подает регулируемую или неконтролируемую электроэнергию на устройство. Обычную электрическую розетку, подключенную к линиям электропередач, можно рассматривать как простой источник питания для бытового прибора. В повседневном использовании обычно используются различные формы источников питания.

Источник питания переменного тока — это один из типов источников питания, который используется для преобразования напряжения. Они используются в электроприборах, поэтому их можно использовать с разным напряжением питания в разных странах. Источник питания постоянного тока — это еще один тип источника питания, который получает вход от сети переменного тока для вывода постоянного напряжения на электронные устройства. Источники питания постоянного тока также используются внутри бытовой электроники. Источники питания переменного и постоянного тока с различными параметрами широко используются в электрических и электронных испытательных лабораториях.

Рисунок 02: Базовая схема блока питания переменного тока в постоянный

Источники питания подразделяются на два других типа: источники напряжения и источники тока. Источник напряжения — это источник питания, который подает питание постоянным напряжением, не зависящим от тока, потребляемого нагрузкой. Все приведенные выше примеры можно рассматривать как источники напряжения, поскольку подаваемое напряжение всегда постоянно. Например, напряжение питания для розетки всегда одно и то же 230В. С другой стороны, источники тока подают на устройство постоянный ток, не зависящий от напряжения между двумя клеммами. Одним из примеров источника тока является источник питания при электродуговой сварке. Напряжение электрической дуги изменяется в зависимости от длины дуги, но для обеспечения равномерной сварки на поверхности сила тока поддерживается постоянной. Некоторые другие типы используемых источников питания включают импульсный источник питания, программируемый источник питания и источник бесперебойного питания. Они могут включать в себя регулятор напряжения, преобразователь частоты, батареи, переключатели и т. д. для их функции управления выходным напряжением желаемым образом.

В чем разница между источником питания и блоком питания?

Источник питания против источника питания
Источник энергии содержит энергию для производства другой формы энергии. Например, кинетическая энергия текущей воды используется в качестве источника для производства электроэнергии.	Источник питания используется для питания электрических устройств. Он может преобразовывать и контролировать входное электричество для изменения свойств выходного электричества.
Производство энергии
Источники энергии используются для преобразования энергии.	Внутри блока питания нет преобразования энергии.
Форма
Это природный источник.	Это искусственное устройство.

Резюме — Источник питания против источника питания

Существуют источники энергии, которые нельзя использовать непосредственно для повседневных задач. Однако эти формы энергии могут быть преобразованы в полезную форму различными способами. Преобразуемая энергия содержит источники энергии или источники энергии, которые подвергаются различным процессам для производства потребляемой энергии. Напротив, источники питания в дальнейшем используются для обеспечения электроэнергией устройств, забирая мощность, которая была произведена из источников питания. В этом основное отличие источника питания от блока питания. Блоки питания выполняют различные функции, облегчая требования к подключенным электрическим и электронным устройствам.

Код:
1. «Электропитание». Википедия. Фонд Викимедиа, 25 мая 2017 г. Интернет. 26 мая 2017 г.

Изображение предоставлено:
1. «Круговая диаграмма производства электроэнергии в мире» Delphi234 — собственная работа (CC0) через Commons Wikimedia
2. «ACtoDCpowersupply ” Автор JaunJimenez из английской Википедии (CC BY 3.0) через Commons Wikimedia

5 источников власти в организациях | Малый бизнес

Пол Мерчант Обновлено 08 марта 2019 г.

Организации состоят из лиц, обладающих большей или меньшей властью. Иногда авторитет проистекает из должности человека в организации или из специальных знаний и опыта. Другие могут осуществлять власть через межличностные отношения или силу своей личности. А третьи получают влияние благодаря способности предоставлять доступ к важным ресурсам.

Легитимная или позиционная власть

Легитимная власть также известна как позиционная власть. Это происходит от положения, которое человек занимает в иерархии организации. Должностные инструкции, например, требуют, чтобы младшие работники отчитывались перед менеджерами, и дают менеджерам право назначать обязанности своим младшим.

Чтобы позиционная власть использовалась эффективно, человек, обладающий ею, должен считаться заслужившим ее законным путем. Примером законной власти является власть генерального директора компании.

Сила эксперта, полученная от обладания знаниями

Знание — сила. Экспертная сила основывается на обладании знаниями или опытом в определенной области. Такие люди высоко ценятся организациями за их навыки решения проблем. Люди, обладающие экспертной силой, выполняют важные задачи и поэтому считаются незаменимыми.

Мнения, идеи и решения людей, наделенных экспертными полномочиями, высоко ценятся другими сотрудниками и, следовательно, сильно влияют на их действия. Обладание экспертной властью обычно является ступенькой к другим источникам власти, таким как законная власть. Например, человек, обладающий экспертной властью, может быть повышен до высшего руководства, тем самым наделяя его законной властью.

Референтная власть, полученная из межличностных отношений

Референтная сила, полученная из межличностных отношений, которые человек развивает с другими людьми в организации. Люди обладают референтной властью, когда другие уважают и любят их. Референтная сила проистекает из харизмы, поскольку харизматичный человек влияет на других через восхищение, уважение и доверие, которые другие испытывают к нему.

Референтная власть также определяется личными связями человека с ключевыми фигурами в иерархии организации, такими как генеральный директор. Именно восприятие личных отношений, которые у нее есть, создает ее власть над другими.

Сила принуждения, вытекающая из способности влиять на других

Сила принуждения вытекает из способности человека влиять на других посредством угроз, наказаний или санкций. Младший сотрудник может работать допоздна, чтобы уложиться в срок, чтобы избежать дисциплинарных взысканий со стороны своего начальника. Таким образом, принудительная власть – это способность человека наказать, уволить или сделать выговор другому работнику. Сила принуждения помогает контролировать поведение сотрудников, гарантируя, что они придерживаются политики и норм организации.

Власть вознаграждения и способность влиять на распределение стимулов

Власть вознаграждения возникает из способности человека влиять на распределение стимулов в организации. Эти стимулы включают в себя повышение заработной платы, положительные оценки и продвижение по службе. В организации люди, обладающие властью вознаграждения, склонны влиять на действия других сотрудников.

Сила вознаграждения, если ее правильно использовать, сильно мотивирует сотрудников. Но если она применяется через фаворитизм, власть вознаграждения может сильно деморализовать сотрудников и снизить их производительность.

Ссылки

Власть в организациях: способ осмысления того, что у вас есть, и как это использовать
ChangeMinds.org: Власть в организациях

Ресурсы

Полевые исследования French and Raven’ s Основы Power: Critique, Reanalysis and Suggestions

Writer Bio

Пол Мерчант начал писать в 2005 году. Его статьи публиковались в «JSTOR Journals» и «Wileys Management Journals». Он является сертифицированным бухгалтером и квалифицированным экспертом по управлению проектами. Мерчант имеет степень бакалавра искусств в области коммуникаций Университета Найроби.