Unutarnji otpor izvora napajanja. Otpor - formula

Električne struje u dirigent javlja pod uticajem nekog uzroka električnog polja nabijene čestice ispala u pravcu kretanja. Stvaranje čestica struja - ozbiljan problem. Da se izgradi uređaj koji će održavati razliku između potencijala na terenu u istom stanju dugo - zadatak koji su se pokazali snagu humanosti do kraja XVIII vijeka.

Prvi pokušaji

Prvi pokušaji da se "uštede električne energije" za dalje njegova istraživanja i upotreba su napravljene u Nizozemskoj. Njemački Ewald Jurgen von Kleist i Nizozemac Pieter van Musschenbroek koji je vodio svoja istraživanja u gradu Leidenu, stvorio prvi kondenzator na svijetu, kasnije nazvan "Leyden jar".

Akumulacija električnog naboja je već održao mehaničkim trenjem. Koristite pražnjenja kroz provodnik mogao za određene, prilično kratak, vremenski interval.

Pobjeda ljudske inteligencije na takve efemerne tvari, kao što su struja, bio revolucionaran.

Nažalost, pražnjenje (struja proizvedena kondenzatora) je trajao tako kratko da stvori istosmjerne struje nije mogao. Osim toga, napon daje kondenzator postepeno smanjuje, što ne ostavlja mogućnost da dobiju trajna struja.

Morali smo da nađemo drugi način.

Prvi izvor

Italijanski Galvani eksperimente na proučavanje "životinja struje" je originalan pokušaj da se pronađe prirodan izvor energije u prirodi. Viseći noge pripremljenih žaba na metalne kuke željezne rešetke, on je skrenuo pažnju na karakteristične odgovor nervnih završetaka.

Međutim, zaključci Galvani demantovao još jedan talijanski - Alessandro Volta. Zaintrigiran mogućnost proizvodnju električne energije iz životinjskih organizama, to je proveo niz eksperimenata s žabe. Ali zaključak je bio u potpunoj suprotnosti sa njegovim prethodnim hipoteza.

Volti je napomenuti da je živi organizam je samo pokazatelj električnog pražnjenja. Kada struja noge mišiće ugovor, što ukazuje na razlike potencijala. Izvor električnog polja okrenuo različitih metala kontakt. Što više, osim da su u velikom broju kemijskih elemenata, to je veći efekt.

Ploče različitih metala položio papir diskove impregniran sa otopine elektrolita, stvarajući dug period vremena potrebnog potencijalna razlika. A čak i da je bio nizak (1,1 V), ali je električna struja može biti studirao za dugo vremena. Glavna stvar je da je napon je konstantan kao dugo.

Šta se dešava

Zašto u izvorima, pod nazivom "elektrokemijske ćelije", zove ovaj efekat?

Dva metalna elektroda nalazi u izolator, igraju različite uloge. Jedan daje elektrone, a drugi ih prima. Proces redoks reakcija dovodi do viška elektrona na jednom elektroda, koji se zove negativan pol, a drugi kriv, označen kao pozitivan izvor terminal.

U većini jednostavnih reakcija galvanske oksidacije ćelija javljaju na jednom elektrodom, restorativni - s druge strane. Elektroni stignu na elektrode od vanjskog dijela kruga. Elektrolit je dirigent struja unutar izvor ion. sile otpora koju je predvodio trajanja procesa.

Bakar-cink element

Princip rada elektrokemijske ćelije od interesa za razmotri primjer galvanske akcije ćeliji bakra i cinka koji ide protiv energetske cink i bakar sulfata. Ovaj izvor bakra ploča nalazi se u rješenje bakra sulfat, cink elektroda uronjena u cink sulfat rješenje. Rješenja su podijeljeni porozna podloga za izbjeći miješanje, ali ne nužno i dirljiva.

Ako krug je zatvoren, površinski sloj cinka se oksidira. U procesu interakcije sa atomima cinka tečnost pretvorio u ione pojaviti u otopini. Na elektroda, elektroni su objavljene, koji mogu učestvovati u formiranju struje.

Dobijanje na bakarne elektrode, elektroni su uključeni u reakciji redukcije. Iz rastvora na površinski sloj bakra jona stići u procesu oporavka oni se pretvaraju u atome bakra talože na bakar ploču.

Sumirati ono što se dešava: rad proces ćelije prati prelazak elektrona reduktor na oksidansa u vanjski dio lanca. Reakcije se javljaju na dvije elektrode. Unutar izvor teče ion struje.

složenost korištenja

U principu, bilo koji od mogućih redoks reakcije može se koristiti u baterijama. Ali tvari koje djeluju u vrijednosne papire tehničkih elemenata, ne toliko. Osim toga, brojne reakcije zahtijevaju troškove skupih materijala.

Moderni baterije imaju jednostavnu strukturu. Dvije elektrode se postavljaju u jednom elektrolita punjenje plovila - slučaj baterije. Takvih funkcija dizajn pojednostaviti strukturu i smanjiti cijenu baterija.

Bilo koji elektrokemijski ćelija je u stanju da stvori istosmjerne struje.

DC otpor ne dozvoljava sve ione istovremeno uključite elektrode, tako da uređaj radi za dugo vremena. Hemijske reakcije proizvesti jone konačno prekinut element je prazna.

Interni otpor napajanje je važno.

Malo otpora

Korištenje električne struje, bez sumnje, doveo je naučni i tehnološki napredak na novu razinu, dao mu veliki poticaj. Ali snagu otpora struje dobiva na putu takvog razvoja.

S jedne strane, struja je od neprocjenjive vrijednosti svojstva se koristi u kući i tehnologije, s druge strane - postoji značajan otpor. Fizika kao znanost o prirodi pokušava da uspostavi ravnotežu, da se usklade ovim okolnostima.

trenutni otpor proizlazi iz uzajamnog električki nabijenih čestica sa supstancom kojima se kreću. Isključiti ovaj proces u normalnim uvjetima temperature, to je nemoguće.

otpor

Unutarnji otpor strujni izvor i otpornost na vanjske dijelove kruga imati nekoliko različitih karaktera, ali jednako u ovim procesima je operacija bodovanja pomicanjem punjenja.

Sam rad ovisi samo o svojstvima izvora i njen sadržaj: kvaliteti elektroda i elektrolita, kao i na vanjske jedinice kola, od kojih otpor ovisi o geometrijskim parametrima i kemijska svojstva materijala. Na primjer, otpor metalne žice povećava sa svojom dužinom i smanjuje sa ekstenzijom presjeka području. U rješavanju problema, kako smanjiti otpor fiziku preporučuje upotrebu specijalnih materijala.

struja Jobs

U skladu sa zakonom Joule u provodnika izdvojila iznos od topline je proporcionalan otporu. Ako je količina toplote Q označavaju _lok. The jačine struje I, vremenski tok t, dobijamo:

• Q _lok. = I ^{2 ·} r · t,

gdje r - unutarnji otpor izvora napajanja.

U celom kola, uključujući i interne i eksterne dijelova, u ukupnom iznosu od topline istaknuta, formula koja je:

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

To je poznato kao označava otpor fizike: vanjski krug (sve elemente osim izvor) ima otpor R.

Ohmov zakon za kompletnu lanac

Uzmite u obzir da većinu posla u van snage napraviti strujni izvor. Njegova veličina je jednak proizvod naboja na terenu, i elektromotorna izvor snage:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

shvativši da naboj jednak proizvod trenutnu snagu u trenutku njegovog nastanka, imamo:

• E = I · (r + R).

U skladu sa odnosima uzrok-i-efekt Ohmov zakon daje:

• I = E (r + R).

Trenutna snaga u zatvorenom kolo EMF je direktno proporcionalna izvor napajanja i obrnuto proporcionalna ukupnom (ukupno) Otpornost spoja.

na ovaj obrazac na bazi, moguće je odrediti unutrašnji otpor i strujni izvor.

Izvor pražnjenje kapacitivnost

Glavne karakteristike izvora i može uključivati kapacitet pražnjenja. Maksimalnu količinu električne energije dobija kad se radi pod određenim uslovima, u zavisnosti od trenutnog pražnjenja.

U idealnom slučaju, kada se obavljaju određene aproksimacije, kapacitet pražnjenja može smatrati konstantnom.

Na primjer, standardna baterija 1,5 V razlika potencijala ima kapacitet pražnjenja od 0,5 Ah. Ako je trenutna pražnjenja je 100 mA, onda to radi za 5 sati.

Metode za punjenje baterija

Rad baterije dovodi do njihovog pražnjenja. Oporavak baterija za punjenje malih elemenata se vrši sa trenutnim čija moć je vrijednost manja od jedne desetine izvora kontejnera.

Sljedeće metode punjenja:

• korištenje konstantne struje za određenog vremena (oko 16 sati 0,1 trenutni kapacitet baterije);
• smanjenje struja punjenja na unapred vrijednost razlike potencijala;
• Koristiti asimetričan struje;
• uzastopna primjena kratkih impulsa punjenja i pražnjenja, u kojoj je prvi veći od drugog.

praktičan rad

Predložene zadatak: odrediti unutrašnji otpor izvora tekuće i EMF.

Za njegovu realizaciju potrebno je da se zadržava strujni izvor, ampermetar, voltmetar, klizalište reostatom, što je ključni skup provodnika.

Koristeći Ohmov zakon za zatvoreni krug će odrediti interni otpor strujnog izvora. Da biste to učinili, morate znati vrijednost EMF u Reostat otpora.

Izračunati trenutni otpor formula u vanjskom dijelu lanca može se odrediti iz Ohm-ov zakon za subcircuit:

• I = U: R,

gdje sam - struja u vanjskom kolo, mjeri se ampermetar; U - napon na vanjskom otpornika.

Da bi se poboljšala točnost mjerenja od strane najmanje 5 puta. Šta on radi? Izmjerene tokom eksperimenta napon, otpor, struja (preciznije, struja) se u daljnjem tekstu koristi.

Da bi se utvrdila elektromotorna izvor snage napajanja, koristite činjenicu da je napon preko svojih terminala kada je otvoren vene gotovo jednako EMF.

Stavljanje lanac baterija serije povezanih, otpornici, ampermetar ključ. Terminali trenutnog izvora priključite voltmetar. Rastavljač, uklonite njegov iskaz.

Unutarnji otpor, što formula je izveden iz Ohmov zakon za ukupnu krug, definirati matematičke proračune:

• 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. Neporeciva ekološke sigurnosti elektromotora može biti nikakve sumnje, ali da se stvori kapacitet baterije, ergonomski - problem moderne fizike. Njegova odluka će dovesti do novog kruga razvoj automobilske tehnologije.

Kompaktan, lagan, visokog kapaciteta baterije također su ključni u mobilnim elektronskim uređajima. snabdijevanje energije koja se koristi u njima su direktno povezani sa radom proizvoda.