Лабораторная работа: Исследование режимов работы источника приемника и линии электропередачи постоянного тока

(39)

Приращение мощности источника есть величина постоянная на интервале изменения от 0 до 1/2 (35). В то же время, хотя линейно растёт с ростом (37), оно не превышает , поскольку на указанном интервале . Поэтому согласно (36) и (39):

и, по мере роста , уменьшается, т.е. кривая возрастает, но её рост замедляется (рис.5).

В точке :

Поэтому в указанной точке рост мощности прекращается, она достигает своего максимума. С дальнейшим ростом от до . Кроме того:

Поэтому из (35), (36) и (37):

Это значит, что мощность на этом участке уменьшается и при становится равной нулю. Рассмотренные зависимости в функции тока принято строить для мощных электрических цепей. В тоже время в большинстве случаев проектирование электронных схем ток не имеет решающего значения для анализа режимов работы устройств. Поэтому в этих случаях принято строить рассмотренные зависимости в функции от - сопротивление нагрузки (потребителя). Такие зависимости приведены на рис.6, где они построены согласно соотношений (5), (6), (9), (11), (13), (15), (17), (20).

Линия электропередачи

Этот элемент электрической цепи расположен между генератором и приёмником, поэтому имеет два входных и два выходных зажима (рис.7). Поскольку режим работы линии в целом зависит от параметров режима на её входе, для полного анализа работы этого элемента необходимо рассмотреть все девять возможных комбинаций основных режимов: холостой ход, согласованный и короткое замыкание, по входу и по выходу.

Упростим анализ. Для чего будем рассматривать линию передачи как пассивный элемент цепи, служащий исключительно для передачи электрической энергии от генератора к приемнику.

В самом простейшем случае линия передачи представляет собой два проводника, сопротивлением , соединённые между источником и приёмником (рис.8).

Согласно II закону Кирхгофа для такой схемы можно составить уравнение:

(40)

(41)

Соотношению (41) отвечает более простая схема (рис.9), где проводники линии представлены одним резистивным элементом с сопротивлением:

Если рассматривать режимы работы линии по входу (со стороны генератора), то линию передачи и приёмник можно представить, как эквивалентную нагрузку с общим сопротивлением:

При изменении от ∞ до 0 эквивалентна нагрузка также будет изменяться в пределах от ∞ до . Зависимости режимов работы на такой нагрузке:

, , ; , , ,

уже рассмотрены выше (рис.5 и рис.6). Если же рассматривать режимы работы линии по выходу (со стороны нагрузки), то в таком случае потери в линии передачи и потери внутри источника можно объединить, рассматривая эти потери происходящими на эквивалентном внутреннем сопротивлении генератора: