Die interne weerstand van die kragtoevoer. Weerstand - die formule

Die elektriese stroom in die geleier ontstaan onder die invloed van 'n elektriese veld oorsake gelaaide deeltjies los kom in die rigting waarin gereis. Die skep van 'n deeltjie huidige - 'n ernstige probleem. 'n taak wat die krag van die mensdom bewys tot aan die einde van die agttiende eeu - 'n toestel wat die verskil tussen die potensiaal van die veld in dieselfde toestand vir 'n lang tyd sal handhaaf bou.

Die eerste pogings

Die eerste pogings om "red elektrisiteit" om verder sy navorsing en gebruik gemaak in Nederland. Duitse Ewald Jurgen von Kleist en die Nederlander Pieter van Musschenbroek wat hul navorsing in die dorp van Leiden gedoen, het die wêreld se eerste kapasitor, later bekend as "Leyden jar".

Opeenhoping van elektriese lading is reeds deur meganiese wrywing. Gebruik ontslag deur kon die dirigent vir 'n sekere, redelik kort, tyd interval.

Die oorwinning van die menslike intelligensie op so 'n kortstondige stof, soos elektrisiteit, was revolusionêr.

Ongelukkig is die ontslag (elektriese stroom wat kapasitor) geduur so kort dat skep gelykstroom kon nie. Daarbenewens het die spanning wat deur die kapasitor geleidelik afneem, wat geen geleentheid om deurlopende stroom ontvang verlaat.

Ons moes 'n ander manier te vind.

Die eerste bron

Italiaanse Galvani eksperimente op die studie van "dier elektrisiteit" was 'n oorspronklike poging om 'n natuurlike bron van krag in die natuur te vind. Hang bene van voorbereide kikker op metaal hakies yster rooster, het hy die aandag op die kenmerkende reaksie van die senuwee-eindpunte.

Maar die gevolgtrekkings Galvani weerlê ander Italiaanse - Alessandro Volta. Gefassineer deur die moontlikheid van die opwekking van elektrisiteit uit dier organismes, dit het 'n reeks eksperimente met paddas. Maar die gevolgtrekking was die teenoorgestelde van sy vorige hipoteses.

Volts is bekend dat 'n lewende organisme is slegs 'n aanduiding van elektriese ontlading. Wanneer stroom vloei bene spiere saamtrek, wat dui op die potensiaal verskil. Die bron van die elektriese veld het uiteenlopende metaal kontak. Hoe verder uitmekaar hulle in 'n aantal chemiese elemente, hoe groter is die effek.

Die plate van verskillende metale gelê papier skyfies deurtrek met die elektroliet oplossing, die skep van 'n lang tydperk van die tyd wat nodig is potensiaalverskil. En al was dit nie 'n hoë (1.1V), maar 'n elektriese stroom kan bestudeer word vir 'n lang tyd. Die belangrikste ding is dat die spanning so lank konstant gehou moes word.

Wat gebeur

Hoekom in die bronne, wat bekend staan as "elektrochemiese selle", genoem in hierdie verband?

Twee metaal elektrodes geplaas in die isolator, speel verskillende rolle. Een lewer elektrone, die ander kry hulle. Proses redoksreaksie lei tot 'n oormaat elektrone op een elektrode, wat 'n negatiewe pool genoem word, en die tweede fout, aangedui as 'n positiewe bron terminale.

In die mees eenvoudige galvaniese sel oksidasiereaksies wat by een elektrode, herstellende - aan die ander kant. Die elektrone kom by die elektrodes van die eksterne deel van die ketting. Die elektroliet is 'n dirigent van huidige binne die ioon bron. weerstand krag onder leiding van die duur van die proses.

element koper-sink

Die beginsel van werking van elektrochemiese selle van belang is vir die voorbeeld van 'n koper-sink galvaniese sel aksie wat gaan teen energie sink en koper sulfaat oorweeg. Hierdie bron van koperplaat word in 'n oplossing van kopersulfaat, is 'n sinkelektrode gedompel in 'n sink sulfate oplossing. Die oplossings is verdeel poreuse pad om te verhoed dat die vermenging, maar nie noodwendig raak.

As die kring is gesluit, is die oppervlak laag van sink geoksideer. In die proses van interaksie met sink atome vloeistof verander in ione verskyn in die oplossing. Op die elektrode, word elektrone vrygestel, wat deel in die vorming huidige kan neem.

Kry op die koperelektrode, is die elektrone wat betrokke is by die reduksie-reaksie. Van oplossing op die oppervlak laag van koperione kom in die herstelproses hulle omskep in atome van koper gedeponeer op die koperplaat.

Maak 'n opsomming wat gebeur: die proses werking van die sel gaan gepaard met oorgang elektron reduktant om oksidant van die buitenste deel van die ketting. Reaksies plaasvind by die twee elektrodes. Binne bron vloei ioon stroom.

kompleksiteit van gebruik

In beginsel, kan enige van die moontlike redoksreaksies word in batterye. Maar die stowwe in staat wat in die sekuriteite van tegniese elemente, nie soseer. Verder is baie reaksies vereis duur materiaal koste.

Moderne batterye het 'n eenvoudige struktuur. Twee elektrodes geplaas word in een elektroliet vul die vaartuig - 'n battery geval. So ontwerp funksies te vereenvoudig die struktuur en die vermindering van die prys van die batterye.

Enige elektrochemiese sel in staat is om 'n gelykstroom te skep.

DC weerstand nie toelaat dat al die ione gelyktydig te draai op die elektrodes, so die eenheid bedryf vir 'n lang tyd. Chemiese reaksies te produseer ione uiteindelik beëindig element ontslaan.

Die interne weerstand van die kragtoevoer is belangrik.

'N bietjie van weerstand

Die gebruik van elektriese stroom, geen twyfel, het gelei tot wetenskaplike en tegnologiese vooruitgang na 'n nuwe vlak, het hom 'n groot hupstoot. Maar die krag van die weerstand teen stroomvloei in die pad van so 'n ontwikkeling.

Aan die een kant, die elektriese stroom het waardevolle eiendomme wat in die huis en Tegnologie, aan die ander kant - daar is 'n aansienlike weerstand. Fisika as 'n wetenskap van die natuur is besig om 'n balans te vind, om hierdie omstandighede te harmoniseer.

huidige weerstandvlak spruit uit die wisselwerking van elektries gelaaide deeltjies met 'n stof waartoe hulle beweeg. Sluit hierdie proses in normale omstandighede temperatuur, is dit onmoontlik.

weerstand

Die interne weerstand stroombron en die weerstand teen eksterne dele van die baan het 'n paar verskillende aard, maar ewe in hierdie prosesse is die telling werking deur die beweging van lading.

Die werk self hang net af van die eienskappe van die bron en die inhoud daarvan: eienskappe van elektrodes en elektroliet, sowel as om eksterne stroombaan eenhede, die weerstand van wat afhanklik is van die geometriese parameters en chemiese eienskappe van die materiaal. Byvoorbeeld, die weerstand van die metaal verhoog met sy lengte en neem af met uitbreiding oppervlakte. In die oplossing van die probleem, hoe om die weerstand van fisika te verminder beveel die gebruik van gespesialiseerde materiaal.

huidige Jobs

In ooreenstemming met die wet van Joule in dirigente toegeken hoeveelheid hitte is eweredig aan die weerstand. As die hoeveelheid warmte Q dui _uitbr. , Die stroomsterkte I, 'n vloei van tyd t, kry ons:

• Q _uitbr. = I ^{2 ·} r · t,

waar r - die interne weerstand van die kragtoevoer.

In die hele kring insluitende beide interne en eksterne dele, is die totale bedrag van hitte uitgelig, die formule van wat is:

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

Dit staan bekend as aangedui in fisika weerstand: eksterne stroombaan (alle elemente behalwe die bron) het 'n weerstand van R.

Ohm se wet vir die volledige ketting

Is van mening dat die meeste van die werk in buite magte maak die huidige bron. Sy grootte is gelyk aan die produk van die deur die veld gedra, bevel gegee en elektromotoriese krag bron:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

besef dat lading is gelyk aan die produk van die huidige krag ten tyde van sy voorkoms, ons het:

• E = I · (r + R).

In ooreenstemming met die oorsaak-en-gevolg verhoudings is Ohm se wet gegee deur:

• I = E: (r + R).

Die huidige sterkte in die geslote kring EMF is direk eweredig aan die kragbron en omgekeerd eweredig aan die algehele (totaal) circuit weerstand.

Op grond van hierdie patroon, is dit moontlik om die interne weerstand en die huidige bron te bepaal.

Die ontslag bron kapasitansie

Die belangrikste kenmerke van bronne en kan ontslag kapasiteit insluit. Die maksimum hoeveelheid elektrisiteit wat verkry word wanneer wat onder sekere voorwaardes, na gelang van die ontslag huidige.

In die ideale geval, wanneer sekere benaderings uitgevoer word, die ontslag kapasiteit kan word konstant beskou.

Byvoorbeeld, die standaard battery is 1,5 V potensiaalverskil het 'n ontslag kapasiteit van 0,5 Ag. As die ontslag huidige is 100 mA, dan is dit uitgevoer word vir 5 ure.

Metodes vir die laai batterye

Werking van die battery lei tot hul ontslag. Herstel battery laai klein elemente word uitgevoer met 'n huidige wie se krag waarde is minder as 'n tiende van die bron houer.

Die volgende hef metodes:

• die gebruik van 'n konstante stroom vir 'n vasgestelde tyd (ongeveer 16 uur 0.1 huidige battery kapasiteit);
• verlaging van die laai huidige tot sekere waardes die potensiaalverskil;
• Gebruik asimmetriese strome;
• agtermekaar toepassing kort pulse van 'n laai en ontlaai, waarin die eerste is groter as die tweede.

praktiese werk

Voorgestelde taak: bepaal die interne weerstand van die bron huidige en EMF.

Vir die implementering daarvan moet gereserveer word deur die huidige bron, 'n ammeter, voltmeter, skyfie reostaat, 'n belangrike stel dirigente.

Die gebruik van Ohm se wet vir 'n geslote baan sal die interne weerstand van die huidige bron te bepaal. Om dit te doen, moet jy die EMF waarde van die reostaat weerstand weet.

Bereken huidige weerstandvlak formule in die buitenste deel van die ketting kan bepaal word vanaf Ohm se wet vir substroombaanverklaring:

• I = U: R,

waar ek - stroom in die buitenste kring, is gemeet deur 'n ammeter; U - spanning op die eksterne weerstand.

Om die akkuraatheid van meting gemaak word deur ten minste 5 keer verbeter. Wat doen dit? Die gemeet tydens die eksperiment spanning, weerstand, stroom (meer presies, huidige) is hierna gebruik.

Om die elektromotoriese krag kragbron bepaal, gebruik die feit dat die spanning oor sy terminale wanneer oop aar byna gelyk aan die EMF.

Om 'n ketting van-serie geskakel batterye, resistors, ammeter sleutel. Die terminale van die huidige bron verbind 'n voltmeter. Ontkoppel skakelaar, verwyder sy getuienis.

Die interne weerstand, wat formule afgelei van Ohm se wet vir die totale kring, definieer wiskundige berekeninge:

• I = E: (r + R).
• r = E: Ek - U: I.

Metings toon dat die interne weerstand is aansienlik kleiner as die buitenste.

Die praktiese funksie van selle en batterye is wyd gebruik word. Onmiskenbaar ekologiese veiligheid van elektriese motors kan geen twyfel wees nie, maar om 'n ruim battery, ergonomiese skep - die probleem van die moderne fisika. Sy besluit sal lei tot 'n nuwe ronde van die ontwikkeling van die motor tegnologie.

Compact, ligte, hoë-kapasiteit batterye ook noodsaaklik in mobiele elektroniese toestelle. verskaffing van energie gebruik in hulle is direk verband hou met die werking van die produk.