|
3Dfx_TriDDDek, спасибо за поддержку, знающий человек!
ZMei, давай начнем с азов.
Есть закон Ома - I=U/R I- сила тока, U - напряжение, R- сопротивление.
В физике принято:
Ток (сила тока) - число электронов, проходящих по проводнику за 1с.
т.к. считать электроны неудобно, ввели ампер - ток такого значения, при котором через поперечное сечение проводника проходит 6,25Е18 электронов за 1 с.
Сопротивление - измеряют в омах. Ом- сопротивление, которое оказывает проходящему току отрезок медного провода длиной 1м и диаметром 0,15мм (примерно).
Напряжение - вольт. За 1В принято напряжение (электродвижущая сила, накопленный потенциал в некоторых случаях), которое в проводнике сопротивлением 1Ом создает ток равный 1А.
В замкнутых электрических цепях с источником тока принято выделять сопротивление нагрузки - Rн, т.е. суммарное сопротивление всех составляющих цепи кроме источника тока. Также выделяют внутреннее сопротивление самого источника тока - Rвн, в дальнейшем оно нам очень пригодится.
Аккумуляторы являются вторичными источниками тока, это значит, что они не сами вырабатывают ток, как гальванические элементы, а только отдают электрическую энергию, накопленную в процессе заряда другим источником постоянного тока.
Рассмотрим процессы заряда и разряда аккумулятора отбросив их химическую составляющую. Источник тока (ИТ) имеет 2 полюса, обладающих различным зарядом. Тот полюс, заряд на котором меньше называют отрицательным (катодом), тот на котором больше - положительным (анодом). Разница между этими значениями составляет ЭДС - напряжение, вырабатываемое источником тока. В случае с предварительно заряженным аккумулятором, последовательно соединенным с Rн (лампочкой например) согласно принятому направлению электрического тока будет происходить выравнивание зарядов анода и катода через нагрузку с совершением полезной работы на Rн от + к - (Физическое движение электронов в цепи происходит в обратном направлении). В данном случае АКБ будет являться источником тока, т.к. на его полюсах происходит процесс выравнивания зарядов (потенциалов).
Теперь возьмем дополнительный источник тока и подключим его к АКБ так, чтобы + ИТ был на + АКБ, - ИТ на -АКБ и временно разомкнем цепь на плюсовой клемме. Допустим, исходное напряжение АКБ составляет 10В и она заряжена не полностью, напряжение ИТ = 14В. Напряжение мы измеряем относительно отрицательного полюса, являющегося общей точкой для АКБ и ИТ. В момент замыкания нашей цепи мы подключим к аккумулятору с потенциалом в 10В более высокий потенциал от источника тока (14В) и получим разницу в 4В, благодаря которой заряд из области более высокого потенциала (от 14В) будет перетекать в область более низкого (10В) - происходит заряд АКБ. Величина тока, т.н. "зарядного тока" определяется по формуле Iзар.=(Uист.-Uакб.)/Rвн.акб. Допустим, что Rвн.акб= 0,1 Ом Вычислим зарядный ток, получим 40А. Необходимо понимать, что внутреннее сопротивление электрохимических АКБ зависит от ряда факторов - температуры, степени заряда АКБ и меняется с течением времени. Внашем случае, в процессе заряда АКБ, она будет являться НАГРУЗКОЙ для источника тока, т.к. в ней происходит работа по восстановлению химических соединений.
Интересным частным случаем является параллельное соединение 2-х однотипных АКБ, одна из которых менее заряжена чем другая и, как следствие, имеет другое Rвн. В этом случае АКБ с более высоким зарядом и большим напряжением будет являться источником тока (заряда) для батареи с меньшим зарядом (эта батарея является нагрузкой).
Теперь соберем другую электрическую схему - параллельно (+к+, -к-) подключим к АКБ генератор. АКБ 12В (при 12,8В на 100% заряда), генератор выдает от 13,2В (максимальная нагрузка, на шниве - 80А) до 14,7В (холостой ход, нагрузка ничтожно мала). Т.к. относительно генератора на АКБ меньший потенциал, происходит заряд АКБ. По мере заряда АКБ ее Rвн. растет, повышается ее напряжение и, как следствие, ток от генератора к АКБ падает до значений в десятки mА. Добавим теперь в схему нагрузку - реостат переменного сопротивления - Rн.леб. Итак, имеем генератор с 14,7В и заряженную АКБ с 12,777779В, Iзар. в несколько миллиампер. Подключаем нагрузку - от генератора, как от источника наибольшего напряжения в системе электрический ток пойдет по двум "кольцам": генератор--->АКБ--->генератор и генератор--->реостат----->генератор. Ток через АКБ = dU/Rвн.акб. ток через реостат = Uген./Rнагр. ; ток через генератор равен алгебраической сумме токов по этим 2-м "кольцам". Подключение любой нагрузки вызывает падение напряжения. Наш генератор способен производить определенную максимальную мощность, при которой подключенная нагрузка, ток через которую составит 80А не вызовет падения напряжения в цепи ниже паспортных 13,2В. Теоретически, генератор способен выдать ток больший чем 80А, но при меньшем напряжении.
Попробуем оценить Rвн.ген.: т.к. при холостом ходе Uхх=14,7В, а при I=80А Uмакс.нагр.=13,2В, Rвн.ген. = dU/Iмакс.нагр.=1,5В/80А=0,01875Ом. Надо заметить, что внутреннее сопротивление генераторов величина довольно стабильная в отличие от внутреннего сопротивления акб.
Выставим сопротивление реостата на 1,4Ом. Посчитаем ток - примерно 10А (P=U*I~140Вт). В этом режиме напряжение генератора находится в пределе паспортных 13,2-14,7В. Уменьшим сопротивление реостата до 0,04Ом. При напряжении в 13,2В ток получаем 330А, оцениваем падение напряжения на генераторе при таком токе - dU=I*Rвн.ген. = 330А*0,01875Ом=6,1875В. Вычисляем истинное напряжение = 14,7-6,1875 = 8,5125В. Не стану дальше рассматривать процессы, в результате которых становится понятно, почему генератор сразу не перегорает при таких нагрузках, отмечу только, что при таком токе греется он неслабо. НО! в нашей электроцепи присутствует еще один компонент, напряжение на котором больше этого значения - это АКБ, которую мы зарядили в предыдущем эксперименте (12,8В). Т.к. генератор ушел в запредельный режим работы и не способен поддерживать напряжение в цепи выше напряжения АКБ, наши "колечки" немножко перестраиваются: Генератор--->Реостат--->Генератор и АКБ--->Реостат-->АКБ. Происходит разряд АКБ на реостат, по мере расхода ее емкости падает ее напряжение, через некоторое время получаем разряженную АКБ и, в случае, если генератор вращался ДВС, система зажигания которого была запитана из этой же системы, при достижении порогового напряжения в системе получаем останов двигателя и разряженный аккумулятор в минусе и произведенную тепловую работу реостатом в плюсе.
Что касается лебедки "ток 300, напряжение 12", то приняв АКБ за идеальный источник тока, способный отдать 55Ач при напряжении 12В (т.е. у нас нет падения напряжения) и генератор, который будет давать 80А не просаживая напряжение меньше 12В, считаем: 300-80=220А 55А/220А = 0,25 ч = 15 минут. т.к. допусков очень много, реально мы получим я думаю минут 5-7 НЕПРЕРЫВНОЙ работы лебедки, потом просядет напряжение, она перестанет тянуть или ее отключит собственный блок контроля.
PS это все НЕ мои личные теории, это фундамент электрофизики.
_________________
[b:8210edfed3]
В траве сидел кузнечик, а мы его скурили... [/b:8210edfed3]
Как показали многочисленные эксперименты - Шнива - унылое гамно. Хочется бодрое иносранное гамно. Для экспериментов...
|
. П N17 
