Güç kaynağının iç direnci. Direnç - formül

iletkende elektrik akımı sürüş yönünde gevşek gelen parçacıklar tahsil bir elektrik alanı nedenlerin etkisi altında oluşur. ciddi bir sorun - bir parçacık akımı oluşturuluyor. XVIII yüzyılın sonuna kadar insanlığın gücünü kanıtladı bir görev - Uzun süre aynı durumda alanın potansiyelleri arasındaki farkı koruyacak bir cihaz yapmak için.

ilk deneme

"Elektrik tasarrufu" ilk girişimleri yaptığı araştırma ve kullanımı Hollanda'da yapılmıştır ilerletmek için. Alman Ewald Jurgen von Kleist ve Leiden kentindeki araştırma yaptı Hollandalı Pieter Van Musschenbroek, daha sonra "Leyden kavanoz" denilen dünyanın ilk kapasitör yarattı.

elektrik yükünün Birikim zaten mekanik sürtünme yoluyla tutulur. Belli bir, oldukça kısa, zaman aralığı için iletken olabilir deşarjını kullanın.

elektrik gibi böyle geçici madde üzerinde insan zekası, zaferi, devrimciydi.

Ne yazık ki, deşarj (elektrik akımı üretilen kapasitör) oluşturmak, böylece kısa sürdü doğru akım yapamadı. Ayrıca, kondansatör tarafından verilen gerilimi giderek azalır ve sürekli akım alma fırsatı bırakır.

Başka bir yol bulmak zorunda kaldı.

ilk kaynak

"Hayvansal elektrik" çalışmasında İtalyan Galvani deneyler doğada güç doğal bir kaynak bulmak için özgün bir girişimiydi. metal kollar demir ızgara üzerinde hazırlanan kurbağa bacakları asılı, o sinir uçlarının karakteristik yanıt dikkat çekti.

Alessandro Volta - Ancak, sonuçlar Galvani bir başka İtalyan yalanlandı. hayvan organizmaları ile elektrik enerjisi üretme ihtimali ile ilgisini, bu kurbağalar bir dizi deney yürütülmüştür. Ama sonuca önceki hipotezler tam tersi oldu.

Volt yaşayan bir organizmadır elektrik deşarjı sadece bir göstergesi olduğu belirtilmelidir. Ne zaman potansiyel farkını gösteren cari bacaklar kaslar kasılır. Elektrik alanının kaynak farklı metal teması döndü. uzak ayrı da daha fazla, kimyasal elementler bir dizi etkisi vardır.

Farklı metallerin Plakalar gerekli potansiyel farkı olduğu bir dönem oluşturma, elektrolit çözeltisi ile emprenye edilmiş kağıt diskler koydu. Ve (1.1 V) düşük, ama elektrik akımı uzun süre çalışılan olabilir bile. Önemli olan gerilimi sürece sabit tutuldu olmasıdır.

Ne oluyor

Neden bu etki denilen "elektrokimyasal hücreler" olarak adlandırılan kaynaklardan, içinde?

yalıtkan yerleştirilir iki metal elektrotlar farklı roller oynar. Bir diğer onları alır elektronları sunar. Proses redoks reaksiyonu bir pozitif kaynak terminali olarak adlandırılan bir negatif kutup denir elektrot ve ikinci hatalı elektronların fazlası, yol açar.

En basit galvanik hücre oksidasyon reaksiyonlarında onarıcı, bir elektrotta meydana gelen - diğer yandan. Elektronlar devrenin dış kısmından elektrotlar gelirler. elektrolit iyonu kaynağı içinde akımının bir iletkendir. sürecin süresi liderliğindeki direnç kuvveti.

Bakır-Çinko elementi

ilgi konusu elektrokimyasal hücre çalışma prensibi enerji çinko ve bakır sülfat aykırı bir bakır-çinko galvanik hücre eylem bir örneği ele alalım. Bakır plaka Bu kaynak, çözelti içinde yerleştirilir , bakır sülfat, çinko elektrodun çinko sülfat çözeltisine batırılır. çözeltiler karışmasını önlemek için, gözenekli ped ayrılır, ama zorunlu olarak temas etmeyecek edildi.

Devre kapalıysa, çinko yüzey tabakası oksitlenir. iyonlarına dönüştürülür çinko atomunun bir sıvı ile etkileşimi işlemde çözelti içinde görüntülenir. elektrot üzerinde elektronlar oluşumu akımı katılabilir, hangi serbest bırakılır.

Bakır elektrot üzerinde alma elektronlar indirgeme reaksiyonunda yer alırlar. Bakır iyonlarının yüzey tabakası üzerine çözelti, geri kazanma işleminde gelmesi kaynaktan, bakır levha üzerine yatırılır bakır atomuna dönüştürülür.

ne olduğunu özetler: hücrenin işlem operasyonu zincirinin dış parçasının oksidan geçiş elektron indirgeyici eşlik eder. Reaksiyonlar iki elektrot meydana gelir. kaynağından İçinde iyon akımını akar.

Kullanım karmaşıklığı

Prensip olarak, mümkün olan redoks reaksiyonlarının herhangi bir pil kullanılabilmektedir. Ama çok değil, teknik elemanların menkul çalışabilen maddeler. Ayrıca, birçok reaksiyonlar pahalı malzemeler maliyetleri gerektirmektedir.

Modern piller basit bir yapıya sahiptir. Bir pil kutusu - İki elektrot kabı dolduran bir elektrolit içine yerleştirilir. Böyle tasarım özellikleri yapısını basitleştirmek ve pillerin fiyatı düşürürüz.

Herhangi elektrokimyasal hücre bir doğru akım yaratmak mümkün.

Ünite uzun süre faaliyet gösteren bu yüzden DC direnci, tüm iyonlar aynı zamanda elektrotların açmak izin vermez. Kimyasal reaksiyonlar sonunda sona elemanı boşaltılır iyonlar üretir.

iç direnci güç kaynağı önemlidir.

direnç Biraz

Elektrik akımı, şüphesiz, kullanımı yeni bir düzeye bilimsel ve teknolojik ilerlemeyi getirdi ona büyük bir ivme verdi. Ama şimdiki akışına direnç gücü böyle bir gelişmenin engel oluyor.

önemli direnç var - Bir yandan, elektrik akımı diğer yandan ev ve Teknoloji kullanılan çok değerli özelliklere sahiptir. Doğanın bir bilim olarak Fizik Bu şartlarda uyumlu hale getirmek, bir denge çalışıyor.

mevcut direnci bunların hareket ettiği için bir madde ile elektriksel olarak yüklü parçacıkların etkileşimi sonucu ortaya çıkar. Normal sıcaklık koşullarında bu işlem hariç, bu imkansızdır.

direnç

İç direnç akım kaynağı ve devrenin dış parçaları direnci çok farklı özelliklere sahip, ancak aynı derecede bu işlemlerde yükü hareket ettirerek puanlama işlemdir.

Geometrik parametreler ve malzemenin kimyasal özelliklerine bağlıdır direnci olan, elektrot ve elektrolit nitelikleri, hem de dış devre birimi: çalışmanın kendisi tek kaynak özelliklerine ve içeriğine bağlıdır. Örneğin, metal tel direnci uzunluğu ile artar ve uzatma kesit alanı azalır. sorunların çözümü için, Fizik direncini azaltmak için nasıl özel malzemeler kullanılmasını önermektedir.

geçerli İşler

ayrılan iletkenlerde Joule yasasına uygun olarak ısı miktarı direnci ile doğru orantılıdır. Isı Q miktarı _ext ifade _edin. Mevcut gücü ben, bir akış süresi t, elde ederiz:

• Q, _dahili. = I ^{2 ·} r • t,

burada r - Güç kaynağının iç direnci.

iç ve dış parçaları dahil olmak üzere tüm devrede, toplam ısı miktarının formülüdür, vurgulanır:

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

Fizik direncinde ifade olarak da bilinir: harici devre (kaynak dışındaki tüm elemanlar) R bir dirence sahiptir

komple zinciri için Ohm kanunu

dış güçlerin işin en güncel kaynağı yapmak düşünün. Bu büyüklük alanı tarafından taşınan yük ve elektromotor kuvvet kaynağının çarpımına eşittir:

• q, · D = I · ² (R + R) • t.

yük iki gerçekleştiği bir zamanda mevcut kuvvetinin çarpımına eşit olduğunu fark ederiz:

• D = I · (R + R).

neden-sonuç ilişkileri doğrultusunda Ohm kanunu ile verilir:

• I = E: (R + R).

akım gücü kapalı devre EMF güç kaynağına direkt olarak orantılı olan ve genel olarak (toplam) devre direnci ile ters orantılıdır.

Bu desen dayanarak, iç direncin ve akım kaynağı belirlemek mümkündür.

boşaltma kaynağı kapasitans

ve kaynakların temel özellikleri boşaltma kapasitesinin içerebilir. deşarj akımına bağlı olarak, belirli koşullar altında çalışırken elektrik maksimum miktarı elde edilmiştir.

İdeal durumda, bazı yaklaşımlar gerçekleştirildiğinde, boşaltma kapasitesi sabit olarak kabul edilebilir.

Örneğin, standart pil 1.5 V potansiyel farkı 0.5 Ah bir boşaltım kapasitesine sahiptir. deşarj akımı 100 mA ise, ardından 5 saat boyunca işletilmektedir.

Pillerin şarj edilmesi için yöntemler

Pilin Operasyonu onların salınımına yol açmaktadır. Kurtarma pil küçük elemanlar şarj olan güç değeri kaynağı kaba az onda biri bir akımı ile gerçekleştirilir.

Aşağıdaki yöntemleri şarj:

• önceden belirlenmiş bir süre (yaklaşık 16 saat sonra 0,1 Mevcut pil kapasiteli) için sürekli bir akımın kullanılması;
• önceden belirlenmiş bir değere potansiyel farkı için şarj akımını düşürme;
• Asimetrik akımları kullanın;
• Şarj ve boşaltma kısa pals ardışık uygulama olup, içinde birinci saniyeden daha büyüktür.

pratik iş

Önerilen görev: Kaynak akımı ve EMF iç direncini belirler.

bunun uygulanması için akım kaynağı, bir ampermetre, voltmetre, slayt reosta, iletkenlerin bir anahtar kümesi tarafından rezerve edilmesi gerekir.

Kullanılması kapalı devre için Ohm kanunu geçerli kaynağının iç direnci belirleyecektir. Bunu yapmak için, reostat direnç EMF değerini bilmek gerekir.

zincirin dış kısmında hesaplanan akım direnci, formül alt devrelerinden için Ohm kanunu ile belirlenebilir:

• I = u R,

burada I - dış devredeki akım, bir ampermetre ile ölçülür; U - harici direnç voltaj.

en az 5 kat yapılan ölçümlerin hassasiyetinin geliştirmek. Ne işe yarar? Deney gerilim, direnç sırasında ölçülen, akım (daha kesin olarak, akım) bundan sonra kullanılır.

elektromotor kuvvet güç kaynağını belirlemek için, aslında kullanan terminallerinde üzerindeki gerilim zaman EMF hemen hemen eşit açık damar.

seri bağlanmış pil, dirençler, ampermetre anahtarın bir zincir koyarak. akım kaynağı terminalleri bir voltmetre bağlayın. anahtarı bağlantısının kesilmesi, ifadesini kaldırın.

Formül toplam devre için Ohm kanunu türetilmiştir iç direnci, matematiksel hesaplamalar tanımlar:

• I = E: (R + R).
• r = E: - u: I.

Ölçümler iç direnç dış çok daha küçük olduğunu göstermektedir.

akü ve pil pratik işlevi geniş bir uygulama vardır. Elektrik motorlarının yadsınamaz ekolojik güvenliği şüphesiz olabilir, ama ferah bir pil, ergonomik yaratmak - modern fizik problemini. Onun kararı otomotiv teknolojisinin gelişmesi, yeni bir tur yol açacaktır.

Kompakt, hafif, yüksek kapasiteli piller, mobil elektronik cihazlar esastır. bunların kullanılan enerji kaynağı, doğrudan ürünün işlemi ile bağlanır.