Unutarnji otpor izvora napajanja. Otpornost - formula

Električna struja u vodiču nastaje pod utjecajem električnog polja uzroka nabijenih čestica koje dolaze labav u smjeru vožnje. Stvaranje struja čestica - ozbiljan problem. Za izgradnju uređaj koji će zadržati razliku između potencijala na području u istom stanju za dugo vremena - zadatak koji se pokazao moć čovječanstva sve do kraja XVIII stoljeća.

Prvi pokušaji

Prvi pokušaji da se „spremanje električne energije” za daljnje njegovo istraživanje i korištenje su u Nizozemskoj. Njemački Ewald Jurgen von Kleist, a Nizozemac Pieter van Musschenbroek koji je provodio svoja istraživanja u gradu Leidenu, stvorio prvi svjetski kondenzator, kasnije nazvanu „Lajdenska boca”.

Akumulacija električnog naboja već drži trenja. Koristite iscjedak kroz mogao vodiča za određeni, relativno kratkom, vremenskom intervalu.

Pobjeda ljudske inteligencije na tako efemerne tvari, kao što su struja, bila je revolucionarna.

Nažalost, iscjedak (struja proizvedena kondenzator) trajao tako kratko da stvaraju istosmjerna struja nije mogao. Osim toga, napon daje kondenzator postupno smanjuje, što ne ostavlja priliku dobiti kontinuiranu struju.

Morali smo naći neki drugi način.

Prvi izvor

Talijanski Galvani eksperimenti na proučavanje „životinja električne energije” je originalni pokušaj pronaći prirodni izvor energije u prirodi. Viseća noge pripremljene žabe na metalne kuke željezne rešetke, on je skrenuo pozornost na karakterističan odgovor živčanih završetaka.

Međutim, zaključci Galvani opovrgnuo drugi talijanski - Alessandro Volta. Zaintrigiran mogućnost generiranja električne energije iz životinjskih organizama, proveo niz eksperimenata s žaba. No, zaključak je bio potpuna suprotnost od njegovih prethodnih pretpostavki.

V je napomenuti da je živi organizam je samo pokazatelj električnog pražnjenja. Kada struja noge mišići ugovor, što ukazuje na potencijalnu razliku. Izvor električnog polja okrenuo različit metalni kontakt. Dalje, osim što su u velikom broju kemijskih elemenata, to je veći učinak.

Ploče od različitih metala položio papir diskove impregnirane sa otopine elektrolita, stvarajući dugo vremena potrebno razlika potencijala. A čak i ako je niska (1,1 V), ali je električna struja može se proučavati za dugo vremena. Glavna stvar je da je napon ostaje konstantna dok.

Što se događa

Zašto u izvorima, pod nazivom „elektrokemijske ćelije”, pozvao je taj efekt?

Dvije metalne elektrode smještene u izolator, igrati različite uloge. Jedan donosi elektrona, a drugi ih prima. Postupak redoks reakcija dovodi do viška jednog elektrona u elektrode, koja se naziva negativan pol, a druga kvara, označen je kao pozitivna izvor terminala.

U najjednostavnijih galvanske oksidacije stanica reakcije javljaju u jednom elektrodom, jačanje - s druge strane. Elektroni doći na elektrode od vanjskog dijela kruga. Elektrolit je dirigent struje unutar ionskog izvora. otpor snaga na čelu s trajanja procesa.

Bakar-Cink je element

Princip rada elektrokemijskih ćelija od interesa razmotriti primjer bakar-cink galvanskog djelovanja stanica koja ide protiv energetske cink i bakar sulfata. Taj izvor bakrene ploče nalazi se u otopinu bakrenog sulfata, cink elektrode uronjene u otopinu cink sulfata. Otopine su podijeljene porozne jastučić kako bi se izbjeglo miješanje, ali ne nužno i dira.

Ako je krug zatvoren, površinski sloj cinka se oksidira. U procesu interakcije s cinkom atoma tekućine pojavljuju se pretvorio u ione u otopini. Na elektrode, elektroni su pustili, koji mogu sudjelovati u trenutnom formacije.

Dobivanje na bakrene elektrode, elektroni sudjeluju u reakciji redukcije. Iz otopine na površinskom sloju iona bakra dolaze u proces oporavka su se pretvaraju u atoma bakra položenih na bakrene ploče.

Prikazati ono što se događa: proces rada stanice u pratnji prijelaznom elektronskim redukcijskim sredstvom za oksidans vanjskog dijela lanca. Reakcije se pojavljuju na dvije elektrode. Unutar izvora teče ionsku struju.

Složenost korištenja

U principu, bilo koji od mogućih redoks reakcija može se koristiti u baterijama. No, tvari koje djeluju u vrijednosne papire tehničkih elemenata, a ne toliko. Osim toga, mnoge reakcije zahtijeva troškove skupih materijala.

Moderne baterije imaju jednostavnu strukturu. Dvije elektrode se postavljaju u jedan elektrolit punjenja posude - od slučaja baterije. Takve značajke dizajna pojednostaviti strukturu i smanjiti cijenu baterija.

Bilo elektrokemijska ćelija je u stanju stvoriti izravnu struju.

Otpornost DC ne dopuštaju svi ioni istovremeno uključivanje elektroda, tako da uređaj radi za dugo vremena. Kemijske reakcije proizvesti ione na kraju raskinut element prazna.

Unutarnji otpor napajanje je važno.

Malo otpora

Korištenje električne struje, bez sumnje, donio je znanstveni i tehnološki napredak na novu razinu, dao mu veliki poticaj. Ali snaga otpora protjecanju struje dobiva na putu takvog razvoja.

S jedne strane, električna struja ima neprocjenjivo svojstva se koriste u kući i tehnologije, s druge strane - postoji znatan otpor. Fizika kao znanost prirode pokušava postići ravnotežu, uskladiti te okolnosti.

struja otpor proizlazi iz međuigre električki nabijenih čestica sa tvari koja se kreće. Isključi taj proces u normalnim temperaturnim uvjetima, to je nemoguće.

otpornost

Unutarnji otpor izvor struje i otpornost na vanjske dijelove kruga imaju različite prirode, ali isto tako u tim procesima je bodovanje rada pomicanjem naboja.

Sam rad ovisi samo o svojstvima izvora i njezin sadržaj: kvaliteta elektroda i elektrolita, kao i vanjski spoj jedinice, od kojih je otpor ovisi o geometrijskim parametrima i kemijskih svojstava materijala. Na primjer, otpor metalne žice povećava sa svojom dužinom i smanjuje se s nastavkom presjeka. U rješavanju problema, kako bi se smanjio otpor fiziku preporučuje korištenje specijaliziranih materijala.

trenutni poslovi

U skladu sa zakonom o Joule u vodičima dodijeljenih količina topline je proporcionalan otporu. Ako je količina topline Q označavaju _ext. , Sadašnja snaga ja, vrijeme protoka t, dobivamo:

• P _ext. I = ^{2 ·} r · t,

gdje je r - unutarnji otpor izvora napajanja.

U cijelom krugu uključujući unutarnjih i vanjskih dijelova, ukupna količina topline je označena je formula koji je:

• Q = _ukupno ^{I2 ·} r · t + I ^{2 ·} R · t = I ^{2 ·} (R + R) · t,

Poznato je kako je prikazano u otpor fizike: vanjski krug (svi elementi osim izvora) ima otpor R.

Ohmov zakon za cijeli lanac

Uzmite u obzir da je većina posla na vanjskim silama napraviti trenutni izvor. Njegova veličina je jednaka umnošku naboja provodi po terenu, i elektromotorna izvor snage:

• q · E = ^I2 · (R + R) · t.

shvativši da naboj jednak je umnošku trenutne snage u trenutku njegovog nastanka, imamo:

• E = I · (R + R).

U skladu s uzročno-posljedičnih odnosa Ohmov zakon daje:

• I = E: (+ r R).

Sadašnja snaga u zatvorenom krugu EMF je izravno proporcionalno na izvor napajanja i obrnuto proporcionalna ukupnom (ukupno) otpor kruga.

Na temelju ovog obrasca, moguće je odrediti unutarnji otpor i trenutni izvor.

Izvor pražnjenje kapacitet

Glavne karakteristike izvora, a može uključivati sposobnost pražnjenja. Maksimalna količina električne energije dobivene prilikom rada pod određenim uvjetima, ovisno o struji pražnjenja.

U idealnom slučaju, kada se izvode neke aproksimacije, kapacitet iscjedak može smatrati konstantnom.

Na primjer, standardni baterije 1,5 V razlika potencijala ima kapacitet od 0,5 izlazni Ah. Ako je iscjedak struja 100 mA, onda to djeluje 5 sati.

Metode za punjenje baterija

Rad baterije dovodi do njihovog pražnjenja. Oporavak baterija za punjenje malih elemenata se izvodi sa strujom čija snaga je vrijednost manja od jedne desetine izvora spremnika.

Sljedeće metode punjenja:

• uporaba konstantne struje kroz unaprijed određeno vrijeme (oko 16 sati 0.1 struje kapaciteta baterije);
• spuštanje struje punjenja do unaprijed određene vrijednosti razlika potencijala;
• Korištenje struje asimetrična;
• uzastopna primjena kratkih pulseva punjenje i pražnjenje, u kojem je prvi veći od drugog.

praktični rad

Predloženi zadatak: utvrditi unutarnji otpor izvora struje i elektromagnetska polja.

Za njegovu provedbu trebaju biti rezerviran izvor struje, što je ampermetar, voltmetar, slide reostata, ključnog skupa vodiča.

Korištenje Ohmov zakon za zatvoreni krug će odrediti unutarnji otpor strujnog izvora. Da biste to učinili, morate znati vrijednost EMF na otpornik otpora.

Izračunato sadašnja formula otpor u vanjskom dijelu lanca može se odrediti iz Ohmov zakon za subcircuit:

• I = U: R,

gdje - struja u vanjskom krugu, mjeri pomoću ampermetar; U - napon na vanjskom otpornik.

Da bi se poboljšala točnost mjerenja od strane najmanje 5 puta. Što to učiniti? Izmjerena tijekom eksperimenta napona, otpora, struja (točnije, struja) se koristi u daljnjem tekstu.

Za određivanje električnog izvora snaga napajanja, koristite činjenicu da je napon na njegovim stezaljkama kada je otvoren vena gotovo jednako EMF.

Stavljanje lanac serije povezan baterije, otpornici, ampermetar ključ. Stezaljke strujnog izvora spojiti voltmetar. Odspajanja prekidač, izvadite svoje svjedočanstvo.

Unutarnji otpor, koji je izveden iz formule Ohm zakonu za ukupnu krug, definiraju matematičke:

• I = E: (+ r R).
• r = E: I - U I.

Mjerenja pokazuju da je unutarnji otpor je znatno manji od vanjskog.

Praktična funkcija baterije i baterija ima široku primjenu. Nepobitna ekološka sigurnost elektromotora može biti nikakve sumnje, ali za stvaranje prostran baterija, ergonomski - problem moderne fizike. Njegova odluka će dovesti do novog kruga razvoj automobilske tehnologije.

Kompaktan, lagan, velikog kapaciteta baterije također su neophodni u pokretnim elektroničkim uređajima. opskrba energije koja se koristi u njima izravno su povezani s rada proizvoda.