Меню

Источник постоянного тока один раз подсоединяют



Источник постоянного тока один раз подсоединяют

Разделы

  • Статьи
  • Решебник
  • Учебные материалы
  • Почему?Как?Когда?
  • Факты
  • Мат. онлайн сервисы
  • Физ.-хим. справочник
  • Форум

Дополнительно

  • ВСЕ ЗАДАЧИ
  • МЕХАНИКА
  • – Кинематика
  • – Динамика поступательного движения
  • – Динамика вращательного движения
  • – Статика
  • ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ
  • ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
  • ГИДРОСТАТИКА И ГИДРОДИНАМИКА
  • ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА
  • ТЕРМОДИНАМИКА И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
  • КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
  • АТОМНАЯ И ЯДЕРНАЯ ФИЗИКА
  • ВСЕ ЗАДАЧИ
  • — Элементарная математика
  • — Элементарная арифметика
  • — Элементарная алгебра
  • — Теория элементарных функций и элементы анализа
  • Высшая математика
  • — Математический анализ
  • — Теория вероятности и мат. статистика
  • Геометрия
  • — Планиметрия
  • — Стереометрия
  • Математическая логика
  • — Комбинаторика
  • — Теория графов

Задача по физике — 3812

Два одинаковых чайника, каждый из которых потребляет при напряжении $U = 220 В$, мощность $P = 400 Вт$, закипают при последовательном и параллельном включении за одно и то же время. Чему равно сопротивление подводящих проводов?

Задача по физике — 3813

Один раз сеть постоянного напряжения соединили проводами с резистором $R_<1>$, второй раз с резистором $R_<2>$. При этом в цепи протекали токи силой $I_ <1>= 1А$ и $I_ <2>= 0,8 А$ соответственно. Если в сеть подключить только соединительные провода, то какой силы ток по ним потечет? $R_ <2>/ R_ <1>= k = 1,5$.

Задача по физике — 3814

К источнику ЭДС подключают в качестве нагрузки сопротивления. При величине сопротивлений $R_ <1>= 25 Ом$ и $R_ <2>= 16 0м$ на нагрузке выделяется одна и та же мощность $W = 400 Вт$. Определите величину тока короткого замыкания источника.

Задача по физике — 3815

Источник тока поочередно подключают сначала к одному резистору, а затем к другому. Найдите ЭДС этого источника тока, если в первом случае течет ток $I_ <1>= 30 А$ и в резисторе выделяется мощность $P_ <1>= 180 Вт$, а во втором случае ток равен $I_ <2>= 10 А$ и соответствующая мощность в резисторе равна $P_ <2>= 100 Вт$.

Задача по физике — 3816

В каком случае электрическая лампа потребляет большую мощность: сразу после включения ее в сеть или по прошествии некоторого времени.

Задача по физике — 3817

Цепь, содержащую две лампы накаливания Л1 (220 В, 40 Вт) и Л2 (6 В, 3 Вт), включили в сеть при замкнутом ключе К, затем ключ разомкнули. В этом случае обе лампы горели нормально. Когда же эту цепь включили в сеть при разомкнутом ключе К, лампа Л2 сразу же перегорела. Почему?

Задача по физике — 3818

Шесть лампочек для карманного фонарика включены в сеть с помощью реостата, обеспечивающего нормальный накал каждой лампочки. Как изменится создаваемая этими лампочками освещенность, если одна из них перегорит?

Задача по физике — 3819

Комната освещена пятью последовательно соединенными лампами, на каждой из которых написано: 220 В, 75 Вт. Затем одну из них заменили лампой, на которой написано: 220 В, 100 Вт. Будет ли она светить ярче, чем замененная?

Задача по физике — 3820

Определите во сколько раз увеличивается или уменьшается тепловая мощность, выделяющаяся в приведенных цепях при переключении ключа из положения А в положение В. Сопротивления всех элементов одинаковы; напряжение, приложенное к цепям, постоянно.

Задача по физике — 3821

Постройте график зависимости тепловой мощности, выделяющейся в цепях, показанных на рисунках, от сопротивления реостата $r$, если прикладываемое напряжение $U$ постоянно.

Задача по физике — 3822

В вашем распоряжении имеются раствор соли азотнокислого серебра $AgNO_<3>$, источник постоянного тока (батарейка), амперметр с неотградуированной шкалой, графитовый и платиновый стержни. Как, пользуясь всем этим, отградуировать амперметр?

Задача по физике — 3823

Определите, какая масса алюминия выделится на катоде за $\Delta t = 10 ч$ при электролизе $Al_<2>(SO_<4>)_<3>$, если в течение этого времени ток через электролит равномерно убывает от $I_ <1>= 1,5 А$ до $I_ <2>= 0,5 А$. Атомный вес алюминия $M = 27$, число Авогадро $N_ = 6 \cdot 10^ <23>моль^<-1>$, заряд электрона $e = 1,6 \cdot 10^ <-19>Кл$.

Задача по физике — 3824

Никелирование металлического изделия с площадью поверхности $S = 120 см^<2>$ продолжалось $t = 5 ч$ при силе тока $I = 0,3 А$. Валентность никеля $Z = 2$; атомный вес $M = 59$, плотность $\rho = 9 г/см^<3>$. Определите толщину нанесенного слоя никеля. Число Авогадро $N_ = 6 \cdot 10^ <23>моль^<-1>$, заряд электрона $e = 1,6 \cdot 10^ <19>Кл$.

Задача по физике — 3825

Сколько времени нужно производить электролиз воды, чтобы получить $V = 1 л$ водорода $H_<2>$ при $t = 21^ < \circ>C$ и $P = 10^ <5>Па$. Молярная масса водорода $\mu = 2 г/моль$, число Авогадро $N_ = 6 \cdot 10^ <23>моль^<-1>$, заряд электрона $e = 1,6 \cdot 10^ <19>Кл$. Ток при электролизе $I = 100 А$.

Читайте также:  Схема реле регулятора генератора переменного тока

Задача по физике — 3826

Можно ли измерить электроскопом или электрометром напряжение в цепи переменного тока?

Источник

Совместная работа нескольких источников питания на одну нагрузку

www.electrosad.ru

У многих начинающих заниматься электроникой часто возникают проблемы нехватки мощности (тока) источников питания или недостаточной величины напряжения. Для того чтобы обойти эту проблему часто соединяют несколько источников параллельно или последовательно. Что при этом происходит и как это сделать правильно рассмотрим ниже.

Общие принципы

Параллельное и последовательное соединение элементов давно известно и применяется в практической схемотехнике, для получения заданных номиналов элементов. На примере соединения резисторов это выглядит так:

Но резистор или конденсатор имеет только один основной параметр — номинал и вариант соединения просто изменяет их результирующую (суммарную) величину.

На практике часто используется параллельное (иногда электрохимических) и последовательное соединение источников питания.

Последовательное соединение используется для увеличения результирующего напряжения, а параллельное — для увеличения суммарного потребляемого тока.

Последовательное соединение электрохимических источников питания

При последовательном соединении параметры ( E и Ri) просто суммируются,

Самое главное, Вы должны знать:

Как я уже говорил, каждый источник питания (любого типа) имеет свои характеристики которые можно свести к статическим и полностью определяющим его характеристики — Ri, U( E ); Эти характеристики химических источников тока могут меняться от экземпляра к экземпляру или со временем случайным образом (они зависят от множества параметров на каждом этапе технологического процесса их производства);

Не бывает двух абсолютно одинаковых источников питания, как вообще любых электронных компонентов. (хотя для того чтобы как-то ограничить разброс применяется группировка компонентов, по ряду номиналов и ряду точности).

Поэтому при последовательном соединении продолжительность работы химических источников тока определяется худшим в цепочке. Когда он потеряет емкость, его внутреннее сопротивление возрастет и ограничит потребляемый нагрузкой ток.

При параллельном соединении все много сложнее.

Отсюда вытекают большинство возникающих проблем.

Параллельное соединении электрохимических источников питания

При параллельном соединении электрохимических элементов (источников) питания, если не принимать мер возникают проблемы.

Дело в том что эти элементы обладают сразу несколькими параметрами определяющими их характеристики.

Напряжение (ЭДС) — E , и внутреннее сопротивление — Ri .

Сразу стоит уточнить, что эти параметры сугубо индивидуальны и поэтому достаточно редко даже в одной партии они повторяются.

Посмотрим рисунок 3, при параллельном соединении двух разных источников питания (электрохимический элемент), имеющих равное внутренне сопротивление (Например 0,25 ом, суммарное 0,5 ) и разное выходное напряжение ( U 1 =2,2 В, U 2 =2,1 В, Δ U= 0,1 В ) между ними появляется ток перетекания I пер равный 0,2 А.

Этот ток будет существовать даже при выключенной нагрузке, пока напряжение на источниках не сравняется. Когда лучший электрохимический элемент разряжается на худший — это потеря их суммарной емкости.

Поэтому параллельное соединение отдельных элементов электрохимических источников тока не рекомендуется. Возможно параллельное соединение (резервирование) последовательных батарей элементов с применением специальных устройств защиты (см. рис. 6) от токов перетекания или коммутаторов.

Фотоэлектрические элементы — элементы солнечных батарей

Немного иная ситуация получается при параллельном соединении элементов солнечных батарей, которая определяется свойствами самого солнечного элемента. Это генерация тока под действиями квантов света попадающих на плоский p-n переход достаточно большой площади. Солнечный элемент имеет вольт-амперную характеристику подобную полупроводниковому диоду с соответствующими отклонениями присущими p-n переходам большой площади.

Поэтому для солнечного элемента токи перетекания отсутствуют. Но наличие в параллельно соединенных элементах Δ U, приводит к тому что при малом отборе тока элемент с меньшим напряжением просто отключается. А при высоком отборе мощности ток нагрузки каждого элемента разный и определяется током нагрузки на каждом элементе при данном напряжении нагрузки U. см. рис. 5.

Посмотрим на примере вольт амперной характеристики элемента солнечной батареи, что происходит при их параллельном соединении, как показано на Рис. 1б. Примерный график вольт амперной характеристики приводится ниже.

На рис. 5 видим, что при равном напряжении U н элемент SC3 генерирует ток I 1 меньший тока генерируемого элементом SC4 равного I 2 . В результате суммарный ток нагрузки равен:

То есть при данном U н отдаваемая соединенными параллельно элементами мощность равна:

Этот требует, чтобы не перегружать лучшие элементы, группировать при параллельном соединении элементы с близкими токами (характеристиками в рабочих точках).

А еще лучше формировать последовательно соединенные группы элементов на номинальное напряжение с последующим их соединением в параллельные группы заданной мощности.

Совместная работа батарей химических элементов

Часто рекомендуют при параллельном подключении батареи электрохимических источников использовать включенные последовательно с каждой батареей диоды, которые предотвратят токи перетекания. Но условия равенства их выходного напряжения (максимальной близости) сохраняется. Это особенно важно именно для электрохимических источников питания, которые имеют ограничения по разрядному току. В случае его превышения сокращается ресурс. Схема включения показана на рис. 6.

Читайте также:  Как определить потребляемую мощность по значению переменного тока

Здесь необходимо учитывать, что выходное напряжение такой батареи меньше на 0,3 -:- 0,8В (падение напряжения на p-n переходе диода при его прямом смещении) чем у батареи без защитных диодов. Как видно из величины потери напряжения использовать эту схему для параллельного соединения отдельных элементов не экономично. Велики потери мощности.

Диоды так же позволяют использовать горячую замену батареи, поскольку при подключении свеже заряженной батареи диод разряженной просто будет заперт.

Блоки питания

Свои особенности при параллельном соединении имеют и блоки питания работающие на общую нагрузку.

Все типы блоков (сетевые 50 Гц и импульсные — в том числе повышающие и понижающие преобразователи постоянного тока в постоянный) содержат в своем составе преобразователь напряжения (трансформатор или электронный импульсный преобразователь с трансформатором) и выпрямляющее устройство на выходе — диодные выпрямители. На рис. 7 показано такое соединение.

В данной схеме, как при параллельном соединении солнечных элементов, не существует статических токов перетекания, они пресекаются диодными выпрямителями которые, как известно, имеют очень большое обратное сопротивление.

Обязательное условие при таком включении блоков питания это: равенство напряжений и наличие соединения общих точек обоих источников питания показанных на рис. 7 пунктирной линией красного цвета. Это условие определяется, как понятно из сказанного выше, а равномерной нагрузкой каждого источника питания.

Но она, как любая система, имеет свои особенности.

Это импульсные токи перетекания при зарядке фильтрующего конденсатора с меньшим напряжением (например U2 ) от БП1, где напряжение больше. После выравнивания напряжения ток перетекания уменьшается до нуля.

В реальности напряжение на выходе БП1 и БП2 разное. И поэтому рассматриваем работу такой связки учитывая дополнительные параметры показанные на рис 8 .

Известно, что каждый блок питания имеет свое внутреннее сопротивление Ri, а за счет системы стабилизации его величина существенно снижается. Практически Ri определяет КПД блока питания и желательно чтобы соотношение Rн/ Ri было максимальным. Поскольку ток нагрузки блока питания определяется суммой Ri и Rн, а как мы уже знаем Ri -> min, то можно считать, что он целиком определяется R н.

В связке двух параллельно включенных блоков питания нагружается только тот БП который имеет более высокое выходное напряжение. То есть I н = I 1 . Это будет продолжаться до тех пор пока выходное напряжение (за счет падения напряжения на Ri ) не начнет падать (система стабилизации не сможет его поддерживать, когда ток нагрузки достигнет максимального, в этом случае начнет расти внутреннее сопротивление нагруженного блока питания Ri. ). Второй БП будет до этого будет работать в режиме холостого хода.

Такой режим работы нельзя считать нормальным.

Кроме выравнивания выходного напряжения — известно другое решение проблемы, это включение последовательно с выходом каждого БП небольшого выравнивающего резистора, который как бы увеличивает его внутреннее сопротивление, в результате чего выходное напряжение падает и включается в работу блок питания имеющий меньшее напряжение. Причем их величина одинакова для обоих.

Величина этого сопротивления от 1% до 10% от R н и зависит от разницы выходных напряжений и мощности нагрузки.

Недостаток данного решения потери мощности в выравнивающих резисторах.

Но, для равномерной загрузки, требование максимального сближения U1 и U2 остается.

Заключение

В Интернет форумах множество публикаций посвященных параллельному включению и только единичные сообщения о фатальных результатах. эти единичные случаи возможны из-за скрытых неисправностей блоков питания или большой разницы выходных напряжений.

Параллельное соединение выходных цепей блоков импульсных питания возможно. Но при этом для равномерной загрузки их выходные напряжения должны быть максимально близки. В случае невыполнение этого условия возможна перегрузка БП с большим напряжением.

Параллельное включение отдельных электрохимических элементов питания недопустимо,

Параллельное включение батарей электрохимических элементов питания возможно при условии применения защитных диодов в составе каждой батареи,

Параллельное соединение фотоэлектрических элементов допустимо, но при этом надо учитывать что возможна перегрузка лучших элементов в группе (с наибольшим напряжением), а при большой разнице в выходном напряжении худший элемент может вообще не включаться в работу.

Обсуждения параллельного включения блоков питания компьютеров :

Источник

Соединение элементов питания и батарей

Источники напряжения обычно называют источниками питания. Для увеличения тока или напряжения, а может и того и другого источники питания (элементы, батареи) могут соединяться вместе. Существует три типа соединения элементов питания:
1. Последовательное соединение элементов.
2. Параллельное соединение элементов.
3. Последовательно-параллельное (смешанное) соединение элементов.

Последовательное соединение элементов.

При последовательном соединении элементов питания выделяются две схемы: последовательно-дополняющая и последовательно-препятствующая.
В последовательно-дополняющей схеме положительный вывод первого элемента питания соединяется с отрицательным выводом второго элемента питания; положительный вывод второго элемента питания соединяется с отрицательным выводом третьего элемента питания и т.д. (рисунок 3.11.)

Читайте также:  Схемы преобразования частоты тока

Рисунок 3.11.Последовательное соединение элементов питания.

При таком соединении источников питания через все элементы будет течь одинаковый ток:

Индексы в обозначениях токов указывают на номера отдельных источников питания (элементов или батарей питания)
А полное напряжение при последовательном соединении равно сумме напряжений (ЭДС) отдельных элементов:

Еобщ = Е1 + Е2 + Е3.

При последовательно-препятствующем включении источников питания, они соединяются друг с другом одноименными выводами. Но на практике такая схема не применяется или применяется, но очень редко.

Параллельное соединение элементов.

При параллельном соединении элементов питания, их одноименные выводы соединяются вместе, то есть плюс к плюсу, минус к минусу (рис 3.12).

Рисунок 3.11.Параллельное соединение элементов питания.

В этом случае общий ток будет равен сумме токов каждого элемента:

Общее напряжение при параллельном включении источников питания будет равно напряжению каждого отдельного источника.

Еобщ = Е1 = Е2 = Е3.

Последовательно-параллельное соединение элементов напряжения.

Источники питания включают по последовательно-параллельной схеме для увеличения, как тока, так и напряжения. При этом основываются на том, что параллельное включение увеличивает силу тока, а последовательное увеличивает общее напряжение. На рисунке 3.13 показаны примеры последовательно-параллельных схем включения элементов питания.

Рисунок 3.11.Последовательно-параллельное соединение элементов питания.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Источник

Тест. Законы постоянного тока

Avatar

Список вопросов теста

Вопрос 1

Четыре одинаковых резистора соединены параллельно. Сопротивление каждого резистора равно 20 Ом. Каково сопротивление всей цепи?

Вопрос 2

Источник тока с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1,5 Ом подсоединён к резистору сопротивлением 3,5 Ом. Найдите теплоту, выделенную на этом резисторе за 2 минуты.

Варианты ответов
  • 2,4 кДж
  • 40 Дж
  • 1 кДж
  • 240 Дж
Вопрос 3

Проводник из вольфрама (ρ = 5,5 × 10 -2 Ом × мм 2 /м) длиной 7 м имеет сопротивление 0,385 Ом. Найдите площадь поперечного сечения этого проводника (в мм 2 ).

Варианты ответов
  • 1
  • 0,1
  • 10
  • 0,5
Вопрос 4

В расположенном горизонтально металлическом проводнике электрический ток течёт слева направо. Укажите все верные утверждения

Варианты ответов
  • направленное движение носителей тока происходит справа налево
  • направленное движение носителей тока происходит слева направо
  • потенциал справа больше, чем потенциал слева
  • потенциал справа меньше, чем потенциал слева
  • носители тока участвуют в быстром тепловом движении и в медленном направленном движении
  • носители тока не участвуют в тепловом движении
Вопрос 5

Два одинаковых резистора соединены параллельно. Сопротивление каждого резистора равно 10 Ом. Каково будет сопротивление всей цепи, если последовательно к этим резисторам подключить резистор сопротивлением 15 Ом?

Варианты ответов
  • 20 Ом
  • 35 Ом
  • (8/30) Ом
  • (30/8) Ом
Вопрос 6

Сопоставьте единицы измерения и физические величины

Варианты ответов
  • ЭДС
  • мощность
  • сила тока
  • напряжение
  • энергия
Вопрос 7

Два проводника сопротивлениями R1 = 10 Ом и R2 = 2 Ом соединены параллельно. Через который из проводников протекает ток большей силы?

Варианты ответов
  • через первый проводник
  • через второй проводник
  • через оба проводника протекают одинаковые токи
  • для ответа на вопрос необходимо знать напряжение на проводниках
Вопрос 8

Что покажет вольтметр, подсоединённый к клеммам источника тока, если электрическая цепь, содержащая источник тока и резистор, разомкнута?

Варианты ответов
  • ЭДС источника
  • ток короткого замыкания
  • напряжение во внешней цепи
  • напряжение на подводящих проводах
Вопрос 9

Два резистора сопротивлениями 20 Ом и 40 Ом включены последовательно. На каком резисторе и во
сколько раз выделяется бόльшая мощность?

Варианты ответов
  • на сопротивлении 20 Ом, в 2 раза
  • на сопротивлении 40 Ом, в 2 раза
  • на сопротивлении 20 Ом, в 4 раза
  • на сопротивлении 40 Ом, в 4 раза
Вопрос 10

Источник тока с ЭДС 12 В подсоединен к резистору
сопротивлением 5 Ом. Найдите внутреннее сопротивление источника тока, если за 1 минуту на резисторе выделилилось 1,2 кДж теплоты.

Варианты ответов
  • 1 Ом
  • 0,1 Ом
  • 0,5 Ом
  • 0,4 Ом
Вопрос 11

При параллельном соединении проводников общее сопротивление цепи .

Варианты ответов
  • увеличивается
  • уменьшается
  • не изменяется
  • может быть по-разному, в зависимости от конкретных сопротивлений отдельных проводников
Вопрос 12

На цоколе электрической лампочки написано 220 В, 90 Вт. Какой ток течёт через такую лампочку? Ответ дайте в амперах, округлив до сотых

Вопрос 13

Укажите соответствие между веществом и основным видом носителей электрического тока

Варианты ответов
  • металлы
  • электролиты
  • полупроводники
  • плазма
  • газы
Вопрос 14

К проводнику, сопротивление которого 100 Ом, параллельно подключили проводник, сопротивление которого 1 Ом. Общее сопротивление таких проводников .

Варианты ответов
  • меньше 1 Ом
  • равно 101 Ом
  • больше 100 Ом
  • больше 51 Ом
Вопрос 15

Электрический чайник мощностью 1,5 кВт включён в сеть напряжением 220 В. Чему равно электрическое сопротивление такого чайника? Ответ округлите до целого.

Источник