Տերմինալի լարման բանաձևը

Տերմինալի լարման բանաձևը. Ներածություն և կիրառություններ

Ելքային լարումը էլեկտրաէներգիայի և էլեկտրոնիկայի մեջ հիմնարար հասկացություն է: Այն վերաբերում է էլեկտրական աղբյուրի, օրինակ՝ մարտկոցի կամ սնուցման աղբյուրի, ծայրերում չափվող լարմանը, երբ այն հոսանք է մատակարարում բեռին: Ելքային լարումը կարևոր է, քանի որ այն ցույց է տալիս, թե ինչպես կվարվի էներգիայի աղբյուրը սարքը կամ համակարգը սնուցելիս: Այս հոդվածում կքննարկվի ելքային լարման հասկացությունը, դրա հետ կապված բանաձևերը և դրա կիրառությունները առօրյա կյանքում և տեխնոլոգիայում:

Տերմինալի լարման հիմնական հասկացությունը

Ելքային լարումը սնուցման աղբյուրի ելակետերում առկա լարումն է, երբ այն միացված է բեռին: Այն տարբերվում է սնուցման աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժից (էլեկտրամարմին ուժ) կամ անբեռ լարումից: Ելքային լարման վրա ազդում են աղբյուրի ներքին դիմադրությունը և բեռով հոսող հոսանքը:

Օրինակ՝ մարտկոցի համատեքստում, տերմինալի լարումը կարելի է նկարագրել հետևյալ հավասարմամբ՝

\[ V_{տերմինալ} = \mathcal{E} – I \cdot r_{ներքին} \]

Որտեղ՝
– \( V_{ծայրամաս} \)-ն ծայրամասի լարումն է։
– \( \mathcal{E} \)-ն աղբյուրի էլեկտրաշարժիչ ուժն է (էմֆ)։
– \( I \)-ն բեռի միջով անցնող հոսանքն է։
– \(r_{internal} \)-ն աղբյուրի ներքին դիմադրությունն է։

Ներքին դիմադրություն

Ներքին դիմադրությունը հենց սնուցման աղբյուրի դիմադրությունն է: Յուրաքանչյուր սնուցման աղբյուր, օրինակ՝ մարտկոցը, ունի ներքին դիմադրություն, որը ազդում է դրա աշխատանքի վրա՝ բեռին հոսանք մատակարարելիս: Այս ներքին դիմադրությունը առաջացնում է ներքին լարման անկում, որի արդյունքում, երբ հոսանք է հոսում, ծայրային լարումը ցածր է աղբյուրի էլեկտրամագնիսական լարումից:

Տերմինալի լարման չափում

Հոսանքի աղբյուրի ծայրային լարումը չափելու համար ամենատարածված գործիքը վոլտմետրն է: Վոլտմետրը միացվում է բեռին զուգահեռ՝ աղբյուրի ծայրերում առկա իրական լարումը չափելու համար: Երբ հոսանքը հոսում է բեռի միջով, վոլտմետրը ցույց կտա ծայրային լարումը աղբյուրի էլեկտրամագնիսական լարումից ցածր, եթե կա զգալի ներքին դիմադրություն:

Տերմինալի լարման հաշվարկ. Օրինակային խնդիր

Որպեսզի ավելի լավ հասկանանք, թե ինչպես է հաշվարկվում տերմինալի լարումը, եկեք դիտարկենք մի քանի օրինակելի խնդիրներ.

Օրինակ 1. Մարտկոց ներքին դիմադրությամբ

Մարտկոցի էլեկտրամագնիսական լարումը 12 Վ է, իսկ ներքին դիմադրությունը՝ 0,5 օհմ։ Եթե մարտկոցը բեռին հաղորդում է 2 Ա հոսանք, հաշվարկեք մարտկոցի ծայրային լարումը։

Լուծում.

Օգտագործեք տերմինալի լարման բանաձևը՝

\[ V_{տերմինալ} = \mathcal{E} – I \cdot r_{ներքին} \]
\[ V_{ծայր} = 12 \, V – 2 \, A \x 0,5 \, \Օմեգա \]
\[ V_{տերմինալ} = 12 \, V – 1 \, V \]
\[ V_{տերմինալ} = 11 \, V \]

Այսպիսով, մարտկոցի տերմինալի լարումը 11 Վ է:

Օրինակ 2. Փոփոխական բեռնվածությամբ ռեսուրսներ

15 Վ էլեկտրաէներգետիկ լարումով և 1 օհմ ներքին դիմադրությամբ սնուցման բլոկը բեռի միջով անցկացնում է 3 Ա հոսանք։ Հաշվարկեք սնուցման բլոկի ծայրային լարումը։

Լուծում.

Օգտագործեք տերմինալի լարման բանաձևը՝

\[ V_{տերմինալ} = \mathcal{E} – I \cdot r_{ներքին} \]
\[ V_{ծայր} = 15 \, V – 3 \, A \x 1 \, \Օմեգա \]
\[ V_{տերմինալ} = 15 \, V – 3 \, V \]
\[ V_{տերմինալ} = 12 \, V \]

Այսպիսով, էլեկտրամատակարարման տերմինալի լարումը 12 Վ է:

Տերմինալի լարման կիրառություններ

Տերմինալի լարման հասկացությունը տարբեր կիրառություններ ունի ճարտարագիտության և գիտության մեջ.

1. Էլեկտրական համակարգի նախագծում. Էլեկտրական համակարգի նախագծման մեջ կարևոր է հաշվի առնել տերմինալների լարումը, որպեսզի սարքերը և բաղադրիչները ստանան համապատասխան լարումը՝ պատշաճ կերպով գործելու համար:

2. Մարտկոցի լիցքավորում. Ելքային լարումը նույնպես կարևոր է մարտկոցի լիցքավորման գործընթացում: Մարտկոցը լիցքավորելիս ելքային լարումը մեծանում է ներքին դիմադրության նվազմանը զուգընթաց՝ լիցքավորման պատճառով:

3. Վերականգնվող էներգիայի համակարգեր. Վերականգնվող էներգիայի համակարգերում, ինչպիսիք են արևային վահանակները, ծայրային լարումն օգտագործվում է արևային մարտկոցներից ելքային լարումը չափելու համար, երբ այն միացված է բեռին կամ ինվերտորին:

4. Ախտորոշում և սպասարկում. Էլեկտրական սարքավորումների ախտորոշման և սպասարկման ժամանակ ծայրակալների լարման չափումը կարող է օգնել բացահայտել այնպիսի խնդիրներ, ինչպիսիք են բարձր ներքին դիմադրությունը, որոնք կարող են վկայել մարտկոցի հնացման կամ վնասման մասին:

Բարձր ներքին դիմադրության ազդեցությունը

Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրի բարձր ներքին դիմադրությունը կարող է ունենալ մի շարք բացասական հետևանքներ.

1. Արդյունավետության նվազում. Բարձր ներքին դիմադրությունը հոսանքի հոսքի ժամանակ առաջացնում է լարման զգալի անկում, ինչը նվազեցնում է համակարգի արդյունավետությունը։

2. Գերտաքացում. Բարձր ներքին դիմադրության միջով անցնող հոսանքը առաջացնում է ջերմություն, որը կարող է գերտաքացում առաջացնել և վնասել սնուցման աղբյուրը։

3. Արդյունավետության վատթարացում. Լարման նկատմամբ շատ զգայուն սարքերում բարձր ներքին դիմադրությունը կարող է հանգեցնել աշխատանքի վատթարացման կամ նույնիսկ վնասման:

Հարաբերությունը Օմի օրենքի հետ

Ելքային լարումը կարող է նաև կապված լինել Օմի օրենքի հետ, որը նշում է, որ լարումը (V) հոսանքի (I) և դիմադրության (R) արտադրյալն է։

V = I = R

Ելքային լարման համատեքստում մենք կարող ենք փոփոխել Օմի օրենքը՝ հաշվի առնելով աղբյուրի ներքին դիմադրությունը։

\[ V_{terminal} = I \cdot (R + r_{internal}) \]

որտեղ R-ը բեռի դիմադրությունն է։ Սա ցույց է տալիս, որ ծայրակալի լարումը կախված է բեռի դիմադրության և աղբյուրի ներքին դիմադրության համադրությունից։

Եզրակացություն

Ելքային լարումը էլեկտրականության և էլեկտրոնիկայի մեջ կարևոր հասկացություն է, որը նկարագրում է սնուցման աղբյուրի ելքերում առկա լարումը, երբ այն միացված է բեռին: Ելքային լարման վրա ազդում են աղբյուրի ներքին դիմադրությունը և դրանով հոսող հոսանքը: Այս հասկացության հասկացումը կարևոր է մի շարք գործնական կիրառությունների համար, ներառյալ էլեկտրական համակարգի նախագծումը, մարտկոցի լիցքավորումը և էլեկտրական սարքավորումների ախտորոշումը:

Օգտագործելով տերմինալի լարման բանաձևը, մենք կարող ենք հաշվարկել սարքին հասանելի լարումը և ապահովել, որ համակարգը արդյունավետորեն աշխատում է: Տերմինալի լարման իմացությունը օգնում է ինժեներներին և տեխնիկներին ավելի լավ նախագծել, շահագործել և պահպանել էլեկտրական համակարգերը, ինչպես նաև բարելավել էլեկտրական սարքերի հուսալիությունն ու աշխատանքը տարբեր միջավայրերում: