Rezistența internă a sursei de alimentare. Rezistență - formula

Curentul electric în conductorul are loc sub influența unei cauze de câmp electric particule încărcate care vin în vrac în direcția de deplasare. Crearea unui curent de particule - o problemă serioasă. Pentru a construi un dispozitiv care va menține diferența dintre potențialul câmpului în același stat pentru o lungă perioadă de timp - o sarcină care a dovedit puterea umanității până la sfârșitul secolului al XVIII-lea.

Primele încercări

Primele încercări de a „salva de energie electrică“, pentru a promova cercetarea și utilizarea lui au fost făcute în Țările de Jos. German Ewald Jurgen von Kleist și olandezul Pieter van Musschenbroek, care a efectuat cercetarea lor în orașul Leiden, a creat primul condensator din lume, numit mai târziu „jar Leyden“.

Acumularea de sarcină electrică este deja deținută de frecare mecanică. Utilizați descărcare prin conductorul s-a putut pentru un anumit interval de timp, destul de scurt, de timp.

Victoria inteligenței umane pe o astfel de substanță efemere, cum ar fi electricitatea, a fost revoluționar.

Din păcate, descărcarea (curent electric condensator produs) a durat atât de scurt încât crea curent nu a putut. În plus, tensiunea dată de condensator scade treptat, care nu lasă nici o ocazie de a primi curent continuu.

A trebuit să găsim o altă cale.

Prima sursă

Experimentele Galvani italiene privind studiul „electricitate animală“ a fost o încercare originală de a găsi o sursă naturală de putere în natură. Agățat picioarele de broască preparate pe grătar cârlige de metal de fier, el a atras atenția asupra reacției caracteristică a terminațiilor nervoase.

Cu toate acestea, concluziile Galvani a infirmat un alt italian - Alessandro Volta. Intrigat de posibilitatea de a genera electricitate din organisme animale, acesta a efectuat o serie de experimente cu broaște. Dar concluzia a fost complet opuse ipotezelor sale anterioare.

V, de remarcat faptul că un organism viu este doar un indicator de descărcare electrică. În cazul în care contractul actual de picioare musculare, indicând diferența de potențial. Sursa câmpului electric avansat de contact din metal diferite. Mai departe în afară ele sunt într-un număr de elemente chimice, cu atât mai mare efect.

Plăcile de metale diferite stabilite discuri de hârtie impregnate cu soluția de electrolit, creând o lungă perioadă de timp necesară pentru diferența de potențial. Și chiar dacă a fost scăzută (1,1 V), dar curentul electric ar putea fi studiate pentru o lungă perioadă de timp. Principalul lucru este că tensiunea a fost menținută constantă atâta timp.

Ce se întâmplă

De ce în sursele, numite „celule electrochimice“, numit acest efect?

Doi electrozi metalici plasați în izolator, joacă roluri diferite. Unul livrează electroni, celălalt le primește. reacția proces redox conduce la un exces de electroni de la un electrod, care este numit un pol negativ, iar al doilea vina, notat ca terminal sursă pozitivă.

In cele mai simple, reacții de oxidare celule galvanice care apar la un electrod, restauratoare - pe de altă parte. Electronii ajung la electrozii din partea exterioară a circuitului. Electrolitul este un conductor de curent în interiorul sursei de ioni. forța de rezistență condus de durata procesului.

Element de cupru-zinc

Principiul de funcționare a celulelor electrochimice de interes să ia în considerare exemplul unei acțiuni celule galvanice de cupru-zinc, care merge împotriva zinc energie și sulfat de cupru. Această sursă de placă de cupru este plasată într - o soluție de sulfat de cupru, un electrod de zinc este imersat într - o soluție de sulfat de zinc. Soluțiile au fost împărțite pad poros pentru a evita amestecarea, dar nu neapărat ating.

Dacă circuitul este închis, stratul de suprafață de zinc este oxidat. În procesul de interacțiune cu atomii de zinc lichid transformat în ioni apar în soluție. Pe electrodul, electronii sunt eliberați, care pot lua parte la curentul de formare.

Obținerea pe electrodul de cupru, electronii sunt implicate în reacția de reducere. Din soluție pe stratul de suprafață a ionilor de cupru ajung în procesul de recuperare sunt transformate în atomi de cupru depuse pe placa de cupru.

Rezumă ceea ce se întâmplă: operația de proces a celulei este însoțită de reducătorului de electroni de tranziție la oxidant al părții exterioare a lanțului. Reacțiile au loc la cei doi electrozi. În interiorul sursei de curent a fluxurilor de ioni.

complexitatea de utilizare

În principiu, oricare dintre posibilele reacții redox pot fi utilizate în baterii. Dar substanțele capabile să funcționeze în titluri ale elementelor tehnice, nu atât de mult. Mai mult decât atât, multe reacții necesită costuri materiale scumpe.

Bateriile moderne au o structură simplă. Doi electrozi sunt plasați într-un electrolit care umple vasul - un caz baterie. Astfel de caracteristici de design simplifica structura și de a reduce prețul bateriilor.

Orice celulă electrochimică este capabil de a crea un curent continuu.

rezistență DC nu permite tuturor ionilor activați simultan pe electrozi, astfel încât unitatea funcționează pentru o lungă perioadă de timp. Reacțiile chimice produc ioni, eventual, elementul terminat este evacuat.

Rezistența internă a sursei de alimentare este importantă.

Un pic de rezistență

Utilizarea curentului electric, fără îndoială, a adus progresul științific și tehnologic la un nou nivel, ia dat un impuls imens. Dar puterea rezistenței la fluxul de curent devine în calea unei astfel de dezvoltare.

Pe de o parte, curentul electric are proprietăți valoroase utilizate în casă și tehnologie, pe de altă parte - există o rezistență considerabilă. Fizica ca știință a naturii încearcă să găsească un echilibru, pentru a armoniza aceste circumstanțe.

rezistența la curent rezultă din interacțiunea dintre particule încărcate electric, cu o substanță care se mișcă. Excludeți acest proces în condiții normale de temperatură, este imposibil.

rezistență

Rezistența internă sursa de curent și rezistența la părțile exterioare ale circuitului au mai multe de natură diferită, dar în mod egal în aceste procese este operațiunea de notare prin deplasarea de încărcare.

Lucrarea în sine depinde numai de proprietățile sursei și conținutul său: calitățile electrozi și electrolit, precum și unități de circuit extern, din care rezistența depinde de parametrii geometrici și proprietățile chimice ale materialului. De exemplu, rezistența firului metalic crește odată cu lungimea și scade cu aria secțiunii transversale de extensie. În rezolvarea problemei, cum de a reduce rezistența fizică recomandă utilizarea de materiale de specialitate.

Locuri de muncă actuale

În conformitate cu legea Joule în conductoarele alocate cantitate de căldură este proporțională cu rezistența. În cazul în care cantitatea de căldură Q reprezintă _ext. , Intensitatea curentului I, un timp flux t, obținem:

• Q _ext. = I ^{2 ·} r · t,

unde r - rezistența internă a sursei de alimentare.

În întregul circuit incluzând atât piese interne și externe, cantitatea totală de căldură este evidențiată, formula care este:

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

Este cunoscut sub numele notat în rezistență fizică: circuit extern (toate elementele cu excepția sursei) are o rezistență R.

legea lui Ohm pentru lanțul complet

Luați în considerare faptul că cea mai mare parte din munca forțelor exterioare fac sursa de curent. magnitudinea sa este egală cu produsul dintre taxa purtat de câmp, și sursa electromotoare:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

realizând că taxa este egală cu produsul dintre intensitatea curentului la momentul apariției sale, avem:

• E = I · (r + R).

În conformitate cu relațiile cauză-efect legea lui Ohm este dată de:

• I = E: (r + R).

Intensitatea curentului în EMF circuit închis este direct proporțională cu sursa de alimentare și invers proporțională cu rezistența circuitului global (total).

Pe baza acestui model, este posibil să se determine rezistența internă și sursa de curent.

Capacitatea sursei de descărcare

Caracteristicile principale ale surselor și pot include capacitatea de descărcare de gestiune. Cantitatea maximă de energie electrică obținută atunci când funcționează în anumite condiții, în funcție de curentul de descărcare.

În cazul ideal, atunci când sunt efectuate anumite aproximări, capacitatea de descărcare poate fi considerată constantă.

De exemplu, bateria standard este de 1,5 V diferență de potențial are o capacitate de evacuare de 0,5 Ah. Dacă curentul de descărcare este de 100 mA, atunci operat timp de 5 ore.

Metode pentru încărcarea bateriilor

Funcționarea bateriei duce la descărcarea lor. baterie de recuperare de încărcare elemente mici se face cu un curent a cărui valoare de putere este mai mică de o zecime din containerul sursei.

Următoarele metode de încărcare:

• utilizarea unui curent constant pentru un timp predeterminat (aproximativ 16 ore 0,1 capacitate bateriei curent);
• reducerea curentului de încărcare la o valoare predeterminată diferența de potențial;
• Utilizați curenți asimetrice;
• aplicare succesivă de impulsuri scurte de încărcare și descărcare, în care prima este mai mare decât al doilea.

lucrări practice

Sarcina propusă: determină rezistența internă a curentului sursă și CEM.

Pentru punerea sa în aplicare trebuie să fie rezervat de sursa de curent, un ampermetru, voltmetru, reostatul de diapozitive, un set de chei conductoare.

Folosind legea lui Ohm pentru un circuit închis va determina rezistența internă a sursei de curent. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți valoarea EMF a rezistenței reostat.

Calculat formula rezistenta la curent în partea exterioară a lanțului poate fi determinată din legea lui Ohm pentru subcircuit:

• I = U: R,

unde I - curent în circuitul exterior, este măsurată printr-un ampermetru; U - tensiune pe rezistor extern.

Pentru a îmbunătăți precizia de măsurare făcută de cel puțin 5 ori. Ce face? Măsurat în timpul tensiunii experimentului, rezistența, curent (mai precis, curent) sunt utilizate în continuare.

Pentru a determina electromotoare sursa de alimentare forță, utilizați faptul că tensiunea la bornele sale atunci când vena deschis aproape egala cu FME.

Punerea un lanț de baterii conectate în serie, rezistențe, tasta ampermetru. Terminalele sursei de curent conecta un voltmetru. Deconectarea comutator, înlăturați mărturia lui.

Rezistența internă, care formula este derivat din legea lui Ohm pentru circuitul total definesc calcule matematice:

• I = E: (r + R).
• r = E: I - U: I.

Măsurătorile arată că rezistența internă este considerabil mai mică decât cea exterioară.

Funcția practică a bateriei și bateria are o largă aplicare. siguranța ecologică netăgăduit a motoarelor electrice pot fi, fără îndoială, dar pentru a crea o baterie încăpătoare, ergonomic - problema fizicii moderne. Această decizie va conduce la o nouă rundă de dezvoltare a tehnologiei auto.

Compacte ușoare, baterii, de mare capacitate, de asemenea, sunt esențiale în dispozitive electronice mobile. furnizarea de energie utilizate în ele sunt legate în mod direct cu funcționarea produsului.