Напряжение и нагрузка: Физика

Научный форум dxdy

Конечно. Раз ток нагрузки уменьшается, то напряжение на нагрузке увеличивается.

Вот есть абсолютно жизненная ситуация — сижу я холодной осенью на даче, и вдруг кто-то включает электрический обогреватель. Сразу же все лампочки начинают гореть тусклее. При этом если померить напряжение, например, в розетке, то оно окажется ниже, чем обычно.

Это означает, что кто-то включил в сеть обогреватель с маленьким сопротивлением. Через него пошёл большой ток. А напряжение уменьшилось, потому что уменьшилось.

А величина нагрузки по сути определяется величиной ?

Да, только зависимость тут обратная: большое сопротивление означает маленькую нагрузку.

напряжение в сети поддерживается постоянным.

Так было бы в случае идеального источника, у реального есть внутреннее сопротивление. Т. е. зависит от .

Я правильно понимаю, что — это напряжение при нагрузке? А величина нагрузки по сути определяется величиной ? Тогда получается странно — напряжение как функция нагрузки возрастает.

Вы абсолютно правильно понимаете, только не пока не установили связь между потреблением энергии и сопротивлением нагрузки.

Давайте представим себе, что . В этом случае величиной по сравнению с можно пренебречь, и напряжение на нагрузке оказывается максимально возможным, равным . Но вместе с тем это означает, что ток через нагрузку стремится к нулю.

В Вашем примере — включается электрический обогреватель — сопротивление всей нагрузки, подключенной к сети, уменьшается. При этом и напряжение на нагрузке уменьшается. Теперь представьте себе, что до включения нагревателя к той же розетке была подключена настольная лампа. От подключения нагревателя сопротивление лампы не меняется, но напряжение на лампе, как мы выяснили, уменьшается. Естественно, яркость лампы уменьшается.

Замечу, что напряжение как функция нагрузки и величина нагрузки — широко употребляемые, но таящие опасность неверной интерпретации выражении. Очень часто, когда говорят об увеличении электрической нагрузки. подразумевают увеличение потребляемого тока или, что эквивалентно, уменьшение сопротивления нагрузки. Если об этом забыть и под увеличением нагрузки подразумевать увеличение сопротивления нагрузки, легко прийти к неверным выводам.

— Пт ноя 13, 2009 21:54:02 —

напряжение в сети поддерживается постоянным

Постоянным по возможности поддерживается величина (ЭДС). А напряжение на нагрузке — уж как получится. Желательно обеспечить возможно близкое к нулю внутреннее сопротивление — например, увеличивать поперечное сечение проводов линии электропередачи (местной, не высковольтной) и трансформатора на подстанции.

а корректно ли считать, что напряжение определяется только сопротивлением?

Нет, еще оно определяется током. И не путайте падение напряжения на нагрузке и ЭДС (неидеального) источника.

Правильно ли я понимаю, что если ток переменный, то все приведенные рассуждения остаются в силе

2) Да. Но при переменном токе еще надо учитывать реактивные сопротивления.

А ведь, вообще говоря, нагрузка определяется мощностью потребителя, т.е. количеством энергии, которое нужно ему для работы.

Да. Каждая нагрузка имеет сопротивление, и чем оно меньше, тем б́ольший ток она потребляет, а следовательно, и б́ольшую мощность. Самая «мощная» нагрузка — короткое замыкание.

Так вот вопрос в том, что произойдет, если потребители будут требовать большую мощность, чем трансформатор может отдать?

Требуемая мощность в нагрузке не будет обеспечена. Если имеется ввиду реальное электроснабжение, то предохранитель сработает гораздо раньше.

И еще — правда ли, что мощность источника — это ?

значения токов, напряжений, ЭДС и сопротивлений становятся комплексными

Ничего там комплексным не становится. Комплексный метод лишь позволяет упростить задачу, никому не хочется возится с косинусами и синусами.

— Сб ноя 14, 2009 16:12:20 —

И еще — правильно я понимаю, что активная мощность — это по сути энергия, которая используется потребителем по назначению, а реактивная — которая, грубо говоря, теряется на поддержание работы сети?

Не правильно. Активная тоже не вся по назначению используется, например лампочка накаливания больше греет, чем светит (хотя хздесь играет роль субъективный фактор — может кто на лампочке себе есть готовит. ). Реактивная уходит в энергию магнитного и электрического поля.

Как я понял из пока что беглого просмотра Бессонова

Лучше бы вы просмотрели его подробней. Например про мощность (полную, активную и реактивную) есть отдельный параграф.