Энергия сақталу заң салдары - Кирхгофтың 2 заңы. Қуаттар балансы

Энергияның сақталу заңы 19 – ғасырдың ортасында ашылды. Энергияның сақталу заңы жылу алмасу ғылымында термодинамиканың бірінші принципі деп аталды. Мысалы, «С» жүйесінің температурасы барлық нүктелерде бірдей деп алайық. Бұл жүйеге жылу берілетін болса, онда оның энергиясы треуг. U = Q шамасында артады. Жүйе өзінің энергиясының өзгеруін былай анықтауға болады:

Треуг. U = G – A,

Ал жүйенің энергиясы өзгермесе, онда А = G.

Бұл теңдеу сан жағынан термодинамиканың бірінші принципін көрсетеді. Жүйенің энергиясын өзгертпей жұмыс жасау үшін оған жылу берілуі қажет. Ал жылу алмай мәңгі жұмыс жасайтын двигательдің бірінші түрін жасау мүмкін емес. Қазіргі жылу электр станцияларында жылудың жұмысқа айналуы жұмыс денесі есебінде су буы пайдаланылатын циклде жүреді.

Су буы арқылы жылудың жұмысқа айналу термодинамикалық циклін 19 – ғасырдың ортасында Шотландия инженері У.Ренкин ұсынған еді.

Кирхгофтың екінші заңын да екі түрлі жолмен тұжырымдауға болады:

1.кез келген тұйық контурдағы кернеудің түсуінің алгебралық қосындысы осы контур бойындағы барлық э.қ.к – нің алгебралық қосындысына тең болады:

ΣIR = ΣE

2.кез – келген тұйық контурдың бойындағы кернеулердің (бұл жерде кернеудің түсуі емес) алгебралық қосындысы нөлге тең:

ΣU_kl = 0

Қуат балансы. Алынған қуаттар байланыстары тек қана аккумуляторлардың зарядталуынағана пайдаланып қоймай кез келген электр тізбектеріне де қолданылады. Энергия көздерінің өндіретін қуаттары, тізбектердегі пайдаланылатын қуаттарына тең баланс беруге тиісті.

Σ E_kI_n = Σ R_kI_k²

_{K=1 k=1}

Тұрақты ток электр тізбектері. Эквивалентті түрлендіру әдісі.

Сызықты электр тізбегіне анализ жасағанда кең қолданатын эквиваленттіліктің қажетті қағидасы болып эквивалентті генератор аталады. Ол келесі түрде түсіндіріледі: кез келген сызықты электрлі тізбек екі выводқа (активті екіполюстілік)байланысты қарастырылуы бойынша ЭҚК көзінің барлық ЭҚК нольге тең болатын және қарастырылып отырған екіполюстіліктің тоқ көзінің тоқтары осы екі выводқа және ішкі кедергіге қосылған тізбектің бойындағы выводтардың ажырау кернеуіне тең пассивті екіполюстіліктің кірме кедергісіне байланысты ЭҚК көзіне шынайы эквивалентті. Осы қағиданың кезкелген сызықты электірлі тізбекке қолдануы компенсация және беттестіру негізгі әдістерінде дәлелденеді.Электр тізбегінде өзгеретін активті екі полюстілік және r кедергі тізбегі белгіленген делік.(1.10,а). Компенсация әдісін қолданып E=U=rI (1.1) теңдеуіне тиісті эквивалентті схемасын (1.10,б) аламыз.

Енді беттестіру әдісін қолданамыз және екі жағдайдағы екі схема құрамыз: алғашқысында (1.10,в) тек ішкі активті екіполюстіліктің көздері ғана жасалынады, ал ЭҚК қысқарту әдісі бойынша нольге тиісті, ал екіншісінде (1.10,г) компенсация ЭҚК-ке ғана жасалынады, ал екіполюстілік пассивті болып есептеледі. Оның кіру кедергісі r_bx .

r кедергі тізбегіндегі тоқ беттестіру әдісі бойынша жалпы тоқтар қосындысына тең I=I`+I``=I_k-U/r_bx, яғни U=r_bx(I_k–I).

Жалпы, бос жүріс кезінде I=0 және U=U_x=r_bxI_k Осыдан қорыта келсек

U=U_x–r_bxI (1.2)

Соңғы теңдеу жоғарыда келтірілген әдістен ЭҚК-нен E_эк=U_х, эквиваленттілік схемасына тиісті. Яғни (1.2) тоғы

I=E_эк/(r_вх+r)=U_х/(r_вх+r) (1.3)

Егер ЭҚК көзінің тоқ көзіне келтірсек онда эквивалентті генератор схемасы 1.10 е суретіне келеді. 1.10 д немесе е суреттері бойынша эквивалентті генераторының вольт амперметірлік не ішкі көрсеткіштері 1.10,ж суретінде көрсетілген.

Ескере кету керек, эквивалентті генератор схемалары(екеу) тек қарастырылып отырған активті екіполюстілікке қосылған кездегі тізбектегі тоқ және кернеуді есептеуге қажет. Эквивалетті генератор әдісі негізінде алынған келтірілу схемасы кернеу көмегі арқылы алынатын қуат пен активті екіполюстіліктің ішкі азаятын қуаттарына байланысты емес.

Эквивалентті генератор әдісін қолдану бізге көптеген есептердің шығару жолын жеңілдетуге мүмкіндік береді, сондықтан оның қолдануын кейде есептеу әдісіне қолданады, бірақ негізінде ол жалпы көрсеткіштерге сәйкес келеді.