Если Rн >> r, то последователь-ное соединение элементов может дать ток почти в nраз превышающий ве-личину тока от одного элемента. Если же Rн < r, то последовате-льное соединение источников э.д.с. бесполезно, так как ток, в основном, будет ограничиваться внутренним сопротивлением ис-точников тока и даже при коротком замыкании ток от батареи, в соответствии с (5), равен току, возбуждаемому одним элементом, т.е. Ik = ξ / r .
Параллельное соединение
источников тока
Составлять батареи параллельного соединения источни-ков тока можно исключительно только из источников, имеющих равные э.д.с. В противном случае источники тока с меньшей э.д.с. потребляют энергию энергию даже при отключен-ной нагрузке.
Действительно,
если имеется два источника тока (РИС.4) с э.д.с. ξ1 и
э.д.с. ξ2 , причём ξ2 > ξ1, то
цепь с первым источником э.д.с. является нагрузкой для второго источника э.д.с.
и, в соответствии с законом Ома, в такой батарее потечёт ток, равный
 |
Это приводит к расходу энергии второго источника тока.
При
параллельном соединении одинаковых источников э.д.с. в батарею от неё можно
получить ток
Параллельное соединение выгодно, когда Rн< r , т.к. внут-реннее сопротивление сопротивление батареи меньше в n раз (параллельное соединение внутренних сопротивлений элементов), чем внутреннее сопротивление одного источника.
При большом сопротивлении нагрузки (Rн >> r/n) формула (7) показывает, что параллельное соединение одинаковых элементов в батарею не ведёт к сколь-либо значительному увели-чению тока.
Лабораторная
работа № 7
«ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ХИМИЧЕС-
КИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА»
ЦЕЛЬ РАБОТЫ : научиться измерять ЭДС и внутреннее со-противление источника тока электродинамическим методом и выбирать экономически выгодный режим его работы. Исследовать режим работы гальванического элемента в батарее последовательного соединения.
ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ : 1) исследуемый галь-ванический элемент с малым током короткого замыкания; 2) ре-гулируемый источник тока с большим током короткого замыкания (ИЭПП-2) ; 3) многопредельный миллиамперметр до 750 mA; 3) многопредельный вольтметр до 15 вольт; 4) два кно-почных ключа; 5) магазин сопротивлений Р-33: 6) соединитель-ные провода.
УПРАЖНЕНИЕ 1. Определение технических характерис-тик химического источника тока электродинамическим методом.
ЗАДАНИЕ 1.
· Собрать электрическую схему в соответствии с РИС.5 и проверить её у преподавателя.
· 
Используя соответствую-щие формулы методического
по-собия к лабораторной работе №6, определить ЭДС и внутреннее сопротивление
исследуемого эле-мента (ИЭ).
· Измерить ток короткого замыкания исследуемого элемен-та (R=0).
· Измеренное значение Ik сравнить с рассчитанным по за-кону Ома для полной цепи:
 |
· Все измерения провести не менее трёх раз, определить среднее значение каждой измеряемой величины и оценить погрешнос-ти измерений.
· Результаты измерений и вычислений оформить в виде таблицы.
ЗАДАНИЕ 2.
· Используя соответствующие формулы, проведите расчёт для исследуемого источника тока полной мощности, полезной мощности и к.п.д. в зависимости от отношения сопротивления нагрузки к сопротивлению источника.
· Результаты всех вычислений оформить в виде таблицы.
· 
По
результатам расчёта постройте на одной координатной плоскости на листе
миллиметровой бумаги графики:
· Определить по графикам экономически выгодную область экс-плуатации данного химического источника тока и определить сопротивления внешней цепи Rн для работы в этой области.
УПРАЖНЕНИЕ 2. Исследование режима работы химиче-ского источника тока в батарее двух источников тока с раз-личными токами короткого замыкания.
· Соберите схему в соответствии с РИС.6 и покажите её препода-вателю.
 |
· Изменяя напряжение на выходе ИЭПП-2 от нуля снять зависимость показаний вольтметра (напряжения на полюсах исследуемого источника тока) от тока в цепи. При измерениях миллиамперметр должен находиться на пределе, превышаю-щем ток короткого замыкания ИЭ.
· По полученным результатам построить график зависимости мощности, развиваемой исследуемым элементом от величины тока в цепи. Мощность, отдаваемую источником в цепь, счи-тать положительной, а мощность, потребляемую им из цепи – отрицательной.
· Убедиться на опыте в том, что при токе нагрузки, превышаю-щем ток короткого замыкания исследуемого элемента, при удалении его из (например, если клеммы его замыкать нако-ротко на очень короткое время кнопочным ключом К2), в цепи возникает ток, больший, чем при включении его в цепь. Этого не наблюдается при токе нагрузки меньшем, чем ток короткого замыкания этого источника тока.
ВНИМАНИЕ: поскольку в цепи возникают токи, близкие по величине к токам короткого замыкания исследуемого эле-мента, то все измерения необходимо производить при крат-ковременном замыкании цепи (кнопочными ключами) во избе-жание быстрой разрядки исследуемого элемента и его порчи в результате нагревания.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.