Рассмотрим показанную на рис. 1 замкнутую электрическую неразветвленную цепь с включенным электрическим генератором Г, сопротивлениями r1, r2, r3 и электрическим двигателем Д.
В цепи течет ток I. В электрических сопротивлениях электрическая энергия превращается в тепловую, равную:
В электрическом двигателе электрическая энергия превращается в механическую. Такое превращение всегда сопровождается появлением на полюсах двигателей э. д. с. — Eдв, направленной против тока, поступающего в двигатель из электрической сети.
Эта э. д. с. называется обратной или противоэлектродвижущей силой (противо-э. д. с.).
Механическая энергия электродвигателя равна EдвIt.
Энергия, равная I2rTt (rг — внутреннее сопротивление генератора), будет расходоваться на нагревание проводников электрического генератора, энергия I2rдв t (rдв — сопротивление двигателя) — на нагревание проводников электрического двигателя. Электрическая энергия, вырабатываемая электрическим генератором, равна EIt (Е — э. д. с. генератора).
Следуя закону сохранения энергии, можем написать, что энергия, вырабатываемая генератором, равна энергии, расходуемой в электрической цепи, т. е.
Приведенные соотношения показывают; что э. д. с. генератора равна сумме напряжений на всех участках электрической цепи, или что алгебраическая сумма всех э. д. с. в цепи (генератора и двигателя) равна сумме падений напряжений на всех сопротивлениях цепи (напомним, что по закону Ома Ir — падение напряжения).
Последнее из приведенных соотношений называется вторым законом Кирхгофа (для неразветвленной цепи).
Преобразуя это соотношение, можно получить формулу для определения тока в неразветвленной цепи постоянного тока:
В последнем выражении: rв = rг + rдв — внутреннее сопротивление генератора;
rэ — эквивалентное сопротивление внешней части цепи.
Полученное соотношение называется законом Ома для замкнутой неразветвленной цепи.
Мощность Рполезн, расходуемая во внешней части цепи, равна:
Эта мощность превращается в тепло, выделяющееся в проводниках внешней части цепи, в механическую работу, совершаемую двигателями, и т. д.
Отношение полезной мощности генератора ко всей вырабатываемой генератором мощности, именуемой полной мощностью и обозначаемой Рполн, называется коэффициентом полезного действия (к. п. д.) генератора, который обычно обозначают буквой η:
Величина к. п. д. η зависит от э. д. с. внутреннего сопротивления генератора и нагрузки, включенной во внешнюю цепь.
Эта э. д. с. называется обратной или противоэлектродвижущей силой (противо-э. д. с.).
Механическая энергия электродвигателя равна EдвIt.
Энергия, равная I2rTt (rг — внутреннее сопротивление генератора), будет расходоваться на нагревание проводников электрического генератора, энергия I2rдв t (rдв — сопротивление двигателя) — на нагревание проводников электрического двигателя. Электрическая энергия, вырабатываемая электрическим генератором, равна EIt (Е — э. д. с. генератора).
Следуя закону сохранения энергии, можем написать, что энергия, вырабатываемая генератором, равна энергии, расходуемой в электрической цепи, т. е.
Последнее из приведенных соотношений называется вторым законом Кирхгофа (для неразветвленной цепи).
Преобразуя это соотношение, можно получить формулу для определения тока в неразветвленной цепи постоянного тока:
В последнем выражении: rв = rг + rдв — внутреннее сопротивление генератора;
rэ — эквивалентное сопротивление внешней части цепи.
Полученное соотношение называется законом Ома для замкнутой неразветвленной цепи.
Мощность Рполезн, расходуемая во внешней части цепи, равна:
Отношение полезной мощности генератора ко всей вырабатываемой генератором мощности, именуемой полной мощностью и обозначаемой Рполн, называется коэффициентом полезного действия (к. п. д.) генератора, который обычно обозначают буквой η:
Величина к. п. д. η зависит от э. д. с. внутреннего сопротивления генератора и нагрузки, включенной во внешнюю цепь.
