Galios balansas elektros grandinėje

Pagal Džaulio-Lenco dėsnis darbas, atliekamas nuolatine srove varžoje,

Jei į nagrinėjamą šaką vietoj rezistoriaus įtraukiamas kitas elektromagnetinės energijos keitiklis į mechaninę ar cheminę ar kitokią energiją (elektros variklis, įkrovimo baterija ir kt.), tai srovės atliktas darbas per laiką t gali būti skaičiuojamas tuo atveju, jei keitiklio įtampa yra žinoma.

Šiuo atveju Joule-Lenz formulė yra kitokia:

Esant nuolatinei srovei, grandinės atkarpai su varža r tiekiama galia apskaičiuojama pagal išraišką:

kur I, U ir r išlaiko tą pačią reikšmę kaip ir Joule-Lenz formulėje.

Visoje išorinėje grandinėje suvartojama galia ir generatoriaus tiekiama galia yra vienoda. Generatoriaus išvystyta galia visada yra didesnė už tą, kurią generatorius duoda išorinei grandinei, nes dalis galios sunaudojama nuostoliams padengti paties generatoriaus viduje.

Vieno uždaro ciklo, kuriame yra generatorius su emf E ir vidine varža ri bei varžos r rezistorius, galios balanso išraišką galima gauti iš Kirchhoff lygties.

Šiai grandinei

Jei abi šios lygties pusės yra padaugintos iš srovės grandinėje, gauta lygtis parodys galios balansą toje grandinėje

Generatoriaus išvystyta galia yra lygi generatoriaus viduje prarastos ir išorinei grandinei atiduotos galios sumai. P0 = EI yra generatoriaus sukurta galia, Pe = UI = I2r yra galia, kurią generatorius suteikia išorinei grandinei, o Pi - I2ri yra galia, prarandama pačiame generatoriuje.

Pasirinkus vienodas teigiamas srovės kryptis per dvigalį gnybtą I ir dvigalio gnybto U įtampą, abiejų gnybtų, tai yra gaminio vartotojo sąsajos, suvartojama galia turi būti teigiama. Jei tuo pat metu paaiškės, kad gaminio vartotojo sąsaja yra neigiama, tai reikš, kad įrenginys su dviem gnybtais nevartoja elektromagnetinės energijos, o atvirkščiai – yra elektromagnetinės energijos generatorius ir šią energiją duoda elektros grandinė.

Galios balansas elektros grandinėje

Jei elektros grandinėje keletas įrenginių su dviem gnybtais skleidžia elektromagnetinę energiją į grandinę, kiti šią energiją sugeria. Nuolatinės srovės grandinėje negali kauptis elektromagnetinė energija. Todėl pasyviuose dviejų galų tinkluose suvartojamos galios ir generatorių viduje prarandamos galios suma turi būti lygi visų generatorių išvystytų galių algebrinei sumai, t.y. visų grandinėje veikiančių generatorių produktų EkIk suma:

kur n — šakų skaičius grandinėje.

Balanso lygtis, gauta paprastajai grandinei, kurioje yra vienas generatorius, gali būti perrašyta, išreiškiant išorinėje grandinėje sunaudotą galią generatoriaus išreikšta galia ir generatoriaus viduje prarasta galia:

Patariame perskaityti:

Kodėl elektros srovė pavojinga?