Vnútorný odpor zdroja. Odolnosť - vzorec

Elektrický prúd vo vodiči dochádza pod vplyvom elektrického poľa príčin nabitých častíc prichádzajúcich voľne v smere jazdy. Vytváranie častíc prúd - vážny problém. Ak chcete vytvoriť zariadenie, ktoré bude udržiavať rozdiel medzi potenciály poľa v rovnakom stave po dlhú dobu - čo je úloha, ktorý sa ukázal silu ľudstva až do konca storočia XVIII.

Prvé pokusy

Prvé pokusy o "ušetriť elektrinu" podporovať jeho výskum a využitie boli vyrobené v Holandsku. Nemecký Ewald Jurgen von Kleist a Holanďan Pieter van Musschenbroek ktorý vykonával svoj výskum v meste Leiden, vytvoril svetovo prvý kondenzátor, neskôr nazvaný "Leyden poháre".

Hromadenie elektrického náboja je už držaná mechanickým trením. Použiť výboj cez mohol vodičmi pre určité, pomerne krátky, časový interval.

Víťazstvo ľudskej inteligencie na také pominuteľné látky, ako je elektrina, bol revolučný.

Bohužiaľ, výboj (elektrický prúd vyrába kondenzátor) trvalo tak krátky, že vytvárajú jednosmerný prúd nemohol. Okrem toho sa napätie daný kondenzátora postupne klesá, čo nedáva možnosť získať stály prúd.

Museli sme nájsť inú cestu.

prvým zdrojom

Talianske Galvani experimenty na štúdiu "elektriny zvieraťa" bol originálny pokus nájsť prírodný zdroj energie v prírode. Závesné nohy pripraveného žaba na kovové háčiky železnej roštu, upozornil na charakteristickú odozvu nervových zakončení.

Avšak závery Galvani vyvrátil ďalší taliansky - Alessandro Volta. Zaujala možnosť výroby elektrickej energie z živočíšnych organizmov, sa vykonal rad experimentov s žaby. Ale záver bol úplný opak svojich predchádzajúcich hypotéz.

Napätie je potrebné poznamenať, že živý organizmus je len ukazovateľom elektrického výboja. Ak je súčasná nohy svaly zmluvy, čo naznačuje potenciálny rozdiel. Zdrojom elektrického poľa otočil nepodobný kovový kontakt. Čím ďalej od seba, ktoré sú v rade chemických prvkov, tým väčší je účinok.

Dosky z navzájom odlišných kovov, položený papierové disky impregnované roztokom elektrolytu, vytvárať dlhá doba nutná potenciálny rozdiel. A aj keby to bola nízka (1,1 V), ale elektrický prúd mohol byť študované po dlhú dobu. Hlavná vec je, že napätie sa udržuje konštantnú tak dlho.

Čo sa deje

Prečo sa v prameňoch, nazývaných "elektrochemické bunky", tzv tento efekt?

Dve kovové elektródy umiestnené v izolátora, hrajú rôzne role. Jeden dodáva elektróny, druhý im dostáva. Procesné redox reakcia vedie k prebytku elektrónov na jednej elektródy, ktorá sa nazýva záporný pól a druhý poruchy, označené ako pozitívny zdroj terminálu.

V najjednoduchšom galvanický článok oxidačné reakcie vyskytujúce sa v jednej elektródy, regeneračné - na strane druhej. Elektróny dorazí na elektródach z vonkajšej časti obvodu. Elektrolyt je vodič prúdu vnútri iónového zdroja. odporová sila vedená po celú dobu procesu.

Meď-zinok prvok

Princíp prevádzky elektrochemických článkov záujmu zvážiť príklad medi a zinku galvanickým pôsobenie buniek, ktorý je v rozpore s energiou zinku a síranu meďnatého. Tento zdroj medeného plechu sa umiestni do roztoku síranu meďnatého, elektróda zinok sa ponorí do roztoku síranu zinočnatého. Roztoky boli rozdelené porézny podložku, aby sa zabránilo zmiešaniu, ale nie nevyhnutne dotýkať.

Ak je okruh uzavretý, je povrchová vrstva zinku sa oxiduje. V procese interakcie s atómami zinku kvapalinou premenil ióny sa objaví v roztoku. Na elektródy, elektróny sa uvoľní, čo môže zúčastniť sa tvorby prúdu.

Získanie na medené elektródy, elektróny sa podieľa na redukčný reakciu. Z roztoku na povrchovej vrstvy iónov medi dorazí do procesu obnovy sú prevedené na atómy medi nanesených na medenú dosku.

Zhrnúť, čo sa deje: proces prevádzkovanie bunky je sprevádzané prechodu elektrónu redukčným činidlom na okysličovadla vonkajšej časti reťaze. Reakciám dochádza na oboch elektródach. Vnútorné zdroje tečie prúd iónov.

zložitosť použitie

V zásade každej z možných reakcií redox môžu byť použité v batériách. Ale látky, ktoré sú schopné pracovať do cenných papierov technických prvkov, nie toľko. Naviac mnohé reakcie vyžadujú nákladné materiálových nákladov.

Moderné batérie majú jednoduchú štruktúru. Dve elektródy sú umiestnené v jednej elektrolytu naplnenia nádoby - prípad batérie. Takéto konštrukčné prvky zjednodušiť štruktúru a znížiť cenu batérií.

Akékoľvek elektrochemický článok je schopný vytvoriť jednosmerný prúd.

DC odpor neumožňuje všetky ióny súčasne otočiť na elektródach, takže jednotka pracuje na dlhú dobu. Chemické reakcie produkujú ióny nakoniec ukončený prvok je vybitý.

Vnútorný odpor napájania je dôležité.

trochu odporu

Použitie elektrického prúdu, nie je pochýb o tom, priniesol vedecký a technický pokrok na novú úroveň, dal mu obrovskú podporu. Ale sila odolnosti proti prúdu dostane v ceste takéhoto vývoja.

Na jednej strane, elektrický prúd má neoceniteľné vlastnosti používané v domácnosti a technológie, na druhej strane - existuje značný odpor. Fyzika ako veda prírody sa snaží nájsť rovnováhu, zladiť tieto okolnosti.

prúd odpor vzniká súhrou elektricky nabitých častíc s látkou, na ktoré sa pohybujú. Vylúčenie tohto procesu v normálnych teplôt, to je nemožné.

odpor

Vnútorný odpor zdrojom prúdu a odolnosť voči vonkajšej časti obvodu majú niekoľko rôznych druhov, ale aj v týchto procesoch je bodovanie operácia pohybom náboj.

Dielo samo závisí iba na vlastnostiach zdroje a jeho obsah: vlastností elektród a elektrolytu, rovnako ako externé poistné jednotky, je odpor, ktorý závisí od geometrických parametrov a chemických vlastností materiálu. Napríklad odpor kovového drôtu zvyšuje svojou dĺžkou a znižuje sa rozšírenie prierezu. Pri riešení tohto problému, ako znížiť odpor fyziky odporúča použitie špeciálnych materiálov.

súčasné Jobs

V súlade s právnymi predpismi Joule v vodičov pridelených množstvo tepla je úmerné odporu. V prípade, že množstvo tepla Q označujú _ext. , Aktuálne silu I, doba toku t, dostaneme:

• Q _ext. = I ^{2 ·} r · t,

kde r - vnútorný odpor zdroja.

V celom obvode, vrátane vnútornej i vonkajšej časti, zvýrazní sa celkové množstvo tepla, vzorec, ktorý je:

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

Je známe, ako je označené v odpore fyziky: vonkajší obvod (všetky prvky okrem zdroja) má odpor R.

Ohmov zákon pre celý reťazec

Zoberme si, že väčšinu práce vo vonkajším silám, aby zdroj prúdu. Jeho veľkosť je rovná súčinu náboja neseného poľa a elektrického zdroja sily:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

si uvedomil, že náboj je rovný súčinu sily prúdu v čase svojho vzniku, máme:

• E = I · (R + R).

V súlade s vzťahy príčina-následok je Ohmov zákon daný vzťahom:

• I = E: (R + R).

Aktuálne nabitie v uzavretom okruhu EMF je priamo úmerná k zdroju energie a nepriamo úmerná celkovému (celkové) odporu obvodu.

Na tomto vzore na základe je možné stanoviť vnútorný odpor a aktuálny zdroj.

Zdroj výboj kapacitné

Hlavné charakteristiky zdrojov a môžu obsahovať vybíjací kapacitu. Maximálne množstvo elektrickej energie získanej pri prevádzke za určitých podmienok, v závislosti od výstupného prúdu.

V ideálnom prípade, keď sú vykonávané určité približné, vypúšťací kapacita môže byť považovaná za konštantnú.

Napríklad, štandardné batérie 1,5 V potenciálny rozdiel má výtlačnú kapacitu 0,5 Ah. V prípade, že vybíjací prúd je 100 mA, potom v činnosti po dobu 5 hodín.

Metódy pre dobíjanie batérií

Prevádzka batérií vedie k ich vypúšťanie. Obnova batéria nabíja malé prvky vykonáva prúdom, ktorého výkon je hodnota menšia ako jedna desatina obalu zdroja.

Nasledujúce metódy nabíjania:

• Použitie konštantným prúdom po vopred stanovenú dobu (približne 16 hodín 0,1 aktuálnej kapacite batérie);
• znížením nabíjací prúd na vopred stanovenú hodnotu rozdielu potenciálov;
• Použitie asymetrické prúdy;
• postupná aplikácia krátkych impulzov nabíjanie a vybíjanie, v ktorom je prvý je väčší ako druhý.

praktická práca

Navrhovaný úloha: zistiť, vnútorný odpor zdroja prúdu a EMF.

Pre jeho realizáciu je potrebné vyhradená zdroja prúdu, ampérmetrom, voltmeter, šmykľavka odporom, čo je kľúčový sady vodičov.

Pomocou Ohmov zákon pre uzavretý okruh bude rozhodovať o vnútorný odpor zdroja prúdu. Ak to chcete vykonať, je nutné poznať hodnotu EMF z reostatu odporu.

Vypočítaná prúd odpor vzorec vo vonkajšej časti reťaze sa môže určiť z Ohmovho zákona pre čiastkovým obvodu:

• I = U: R,

kde I - prúd na vonkajšom obvode, sa meria pomocou ampérmetra; U - napätie na vonkajšom odporu.

Pre zlepšenie presnosti merania vykonané aspoň 5 krát. Čo to robí? Nameraná počas experimentu napätia, odporu, prúdu (presnejšie, prúd) sa používa ďalej.

Ak chcete zistiť elektromotorické zdroj sily energie, použite k tomu, že napätie na svorkách Pri otvorení žily takmer rovná EMF.

Uvedenie reťaz sériovo zapojených akumulátorov, odporníky, ampérmeter kľúče. Svorky prúdového zdroja pripojiť voltmeter. Odpojovač, odstrániť jeho svedectvo.

Vnútorný odpor, čo je vzorec odvodený z Ohmovho zákona pre obvod, definovať matematické výpočty:

• I = E: (R + R).
• r = E: I - U: I.

Merania ukazujú, že vnútorný odpor je podstatne menší než vonkajšie.

Praktická funkcia batérie a batéria má široké uplatnenie. Nepopierateľný ekologickú bezpečnosť elektrických motorov nemôže byť pochýb, ale vytvoriť objemnú batérie, ergonomický - problém modernej fyziky. Jej rozhodnutie povedie k novému kolu vývoja automobilovej techniky.

Kompaktný, ľahký, vysokokapacitné batérie sú tiež dôležité v mobilných elektronických zariadení. dodávky energie používa v nich sú priamo spojené s prevádzkou výrobku.