1.18. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА И ПОТЕРЯ НАПРЯЖЕНИЯ
До сих пор, рассматривая генераторы, мы считали, что величина напряжения на их зажимах не зависит от величины тока. Это возможно только при условии дополнительного регулирования работы генератора. В самом деле, проводниковая цепь и внутри генератора обладает сопротивлением, следовательно, часть того общего напряжения, которое создается в генераторе, тратится на сопротивлении самого генератора, если только генератор отдает ток в нагрузку.
Напряжение, теряемое в генераторе (потеря напряжения), равно произведению внутреннего сопротивления генератора на ток.
Напряжение, которое давал бы генератор, если бы в его сопротивлении не терялась часть напряжения, называют его электродвижущей силой (ЭДС). Когда генератор нагружен током, напряжение на его зажимах меньше развиваемой им ЭДС как раз на величину напряжения, теряемого в обмотке. Таким образом,
Когда ток равен нулю, т. е. когда генератор не нагружен, напряжение на его зажимах равно ЭДС.
Потеря напряжения имеет место не только внутри генератора, но и в проводах, соединяющих генератор с потребителем. Она равна произведению тока на сопротивление проводов. При расчете проводов их сечение выбирают так, чтобы потеря напряжения в проводах была невелика.
Пример 1. Внутреннее сопротивление генератора составляет
Ом, его ЭДС
. Чему равно напряжение на его зажимах U, если генератор нагружен током
?
Решение. Вычисляем потерю напряжения в генераторе:
Напряжение на его зажимах
Пример 2. Потребитель электроэнергии присоединен посредством проводов к генератору (рис. 1.23).
Напряжение у потребителя
.
Потребляемая мощность
Длина проводов (в один конец) 112 м. Сечение провода
Провода — медные; их удельное сопротивление
Ом на 1 м при сечении 1 мм2. Требуется найти напряжение на зажимах источника (генератора).
Решение. Зная мощность и напряжение потребителя, находим ток:
Вычисляем сопротивление проводов R, общая длина которых составляет
Находим
Рис. 1.23. Схема линии электропередачи к примеру 2
Умножая ток на сопротивление проводов, вычисляем потерю напряжения;
Напряжение на зажимах генератора равно
Пример 3. Чему равна ЭДС, развиваемая генератором предыдущего примера, если его внутреннее сопротивление
?
Решение. Вычисляем потерю напряжения в генераторе при токе 50 А:
Электродвижущая сила генератора