При изменении тока в пределах 
активной двухполюсник (эквивалентный
источник) отдает энергию во внешнюю цепь (участок I вольт-амперной
характеристики на рис. 1.24). При токе I<0 (участок II) источник
получает энергию из внешней цепи, т.е. работает в режиме потребителя
электрической энергии. Это произойдет, если к зажимам аb двухполюсника
присоединена внешняя цепь с источниками питания. При напряжении U<0 (участок
III) резисторы активного двухполюсника потребляют энергию источников из внешней
цепи и самого активного двухполюсника.
Номинальный режим электрической цепи обеспечивает технические параметры как отдельных элементов, так и всей цепи, указанные в технической документации, в справочной литературе или на самом элементе. Для разных электротехнических устройств указывают свои номинальные параметры. Однако три основных параметра указываются практически всегда: номинальное напряжение Uном, номинальная мощность Рном и номинальный ток Iном.
Работа активного двухполюсника под нагрузкой в номинальном режиме определяется уравнением (1.12), записанном для номинальных параметров
(1.15)
Uном = Eэ - Iномr0э.
На вольт-амперной характеристике (рис. 1.24) это уравнение определяется точкой 3 с параметрами Uном и Iном.
Согласованный режим электрической цепи обеспечивает максимальную передачу активной мощности от источника питания к потребителю. Определим параметры электрической цепи (рис. 1.23), обеспечивающие получение согласованного режима. При подключении нагрузки Rн к активному двухполюснику (рис. 1.23) в ней возникает ток
.
При этом на нагрузке выделится активная мощность
(1.16)
.
Определим соотношение между сопротивлением нагрузки Rн и внутренним сопротивлением r0э эквивалентного источника ЭДС, при котором в сопротивлении нагрузки Rн выделяется максимальная мощность при неизменных значениях Eэ и r0э. С этой целью определим первую производную Р по Rн и приравняем ее к нулю:
.
Так как выражение в знаменателе – конечное, то, отбрасывая не имеющее физического смысла решение Rн = -r0э, получим, что значение сопротивления нагрузки, согласованное с сопротивлением источника
(1.17)
Rн = r0э.
Можно найти вторую производную и
убедиться в том, что она отрицательна 
, поэтому соотношение (1.17) соответствует
максимуму функции P = F(Rн).
Подставив (1.17) в (1.16), получим значение максимальной мощности, которая может выделена в нагрузке Rн
(1.18)
.
Полезная мощность, выделяющаяся в нагрузке, определяется уравнением (1.16). Полная активная мощность, выделяемая активным двухполюсником,
.
Коэффициент полезного действия
(1.19)
.
если Rн = r0э, то 
.
Для мощных электротехнических устройств такое низкое значение КПД недопустимо. Но в электронных устройствах и схемах, где величина Р измеряется в милливаттах, с низким КПД можно не считаться, поскольку в этом режиме обеспечивается максимальная передача мощности на нагрузку.
Законы Ома и Кирхгофа используют, как правило, при расчете относительно простых электрических цепей с небольшим числом контуров, хотя принципиально с их помощью можно рассчитать сколь угодно сложные электрические цепи.
При расчете электрических цепей в большинстве случаев известны параметры источников ЭДС или напряжения, сопротивления элементов электрической цепи, и задача сводится к определению токов в ветвях цепи. Зная токи, можно найти напряжения на элементах цепи, мощность, потребляемую отдельными элементами и всей цепью в целом, мощность источников питания и др.
Электрическая цепь, схема которой приведена на рис. 1.25, состоит из одного источника питания, имеющего ЭДС E и внутреннее сопротивление r0, и резисторов R1, R2, R3, подключенных к источнику по смешанной схеме. Операции расчета такой схемы рекомендуется производить в определенной последовательности.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.