Předložený studijní materiál slouží jako základní studijní materiál pro distanční formustudia předmětu Elektrotechnika 1. Spolu s dalšími základními předměty jako Matematika 1,Fyzika 1 a Počítače a programování 1 vytváří nezbytně nutné teoretické základy společné provšechny elektrotechnické obory, které jsou potřebné k dalšímu studiu předmětů specializacíve vyšších ročnících studia.
Elektrotechnika 1
Výkon závisí parametrech zdroje, které jsou předem dány, velikosti zatěžovacího
odporu Rz, jehož optimální hodnotu hledáme.
maximální využitelný výkon zdroje pak bude
i
i
R
U
P
4
2
max 3. Pro
určitou hodnotu Rz=Rzopt dosahuje výkon svého maxima. této
situace tedy musí být zatěžovací odpor podstatně větší než vnitřní odpor zdroje.8 )
Poznamenejme, podmínka, kterou jsme právě odvodili, vycházela požadavku
maximálního využití schopností daného zdroje elektrické energie. podmínek, kdy zdroj odevzdává
maximální výkon, účinnost pouze padesátiprocentní.5 funkcí jedné proměnné RfP Polohu tohoto maxima proto vypočítáme tak, že
první derivaci výkonu podle zatěžovacího odporu položíme rovnu nule, tj.9 )
Účinnost nulová, pracuje-li zdroj nakrátko, blíží však asymptoticky jedné, roste-li
zatěžovací odpor nade všechny meze.
( )
( )
0
.
Příklad 3. případ, kdy odebíráme energii elektrorozvodné sítě. matematického hlediska vztah
( 3.6 )
Protože zřejmě 0≠iU současně 0≠+ dostaneme pro optimální velikost
zatěžovacího odporu
izopt 3. Křivky závislostí účinnosti užitečného výkonu na
zatěžovacím odporu jsou nakresleny Obr.4b. Nebudeme ovšem snažit
ji aplikovat např.2.7 )
Zatěžovací odpor musí být roven vnitřnímu odporu zdroje.
4
2
2
=
+
+−+
=
zi
zizzi
i
z
z
RR
RRRRR
U
Rd
Pd
. 3. Odpovídající výkon zátěži, tj.1:
Monočlánek typu napětí naprázdno rovno Uo=1,5 Odebíráme-li něj proud
Iz 0,5 klesne výstupní napětí hodnotu 1,1 Určete prvky náhradního schématu
monočlánku. Tam půjde jinou
situaci posuzujeme podle tzv. Výkon nulový jak případě, Rz=0 (napětí
na zátěži rovno nule), tak případě, roste nade všechny meze (proud nulový). Odebíráme-li energii veřejné
rozvodné sítě, musíme snažit největší účinnost přenosu, minimální ztráty na
odporech vedení odporech pomocných zařízení, která přenos energie zabezpečují.
. 3.
Řešení:
Protože pokles napětí 4,01,15,1 =−=∆ byl při zatěžovacím proudu 0,5 vnitřní
odpor roven 0,4/0,5 0,8 Vnitřní napětí zdroje náhradním schématu pak
Ui=Uo=1,5 V. účinnosti přenosu energie, dané jako poměr výkonu
odevzdaného zátěže výkonu, který zdroj vnitřního napětí dodává celého obvodu
( )
zi
z
zi
i
zi
z
i
i
z
RR
R
RR
U
RR
R
U
P
P
+
=
+
+
==
12
2
2
η 3
