La resistència interna de la font d'alimentació. Resistència - la fórmula

El corrent elèctric es produeix en el conductor sota la influència d'un camp elèctric causes partícules carregades que s'han desprès en el sentit de la marxa. Creant un corrent de partícules - un problema seriós. Per construir un dispositiu que mantingui la diferència entre els potencials del camp en el mateix estat durant molt de temps - una tasca que va demostrar el poder de la humanitat fins al final del segle XVIII.

Els primers intents

Els primers intents de "estalviar energia" per continuar la seva investigació i el seu ús es van fer als Països Baixos. Alemany Ewald Jurgen von Kleist i l'holandès Pieter van Musschenbroek que va dur a terme la seva investigació a la ciutat de Leiden, van crear primer condensador del món, més tard anomenat "ampolla de Leyden".

L'acumulació de càrrega elèctrica ja es porta a terme per la fricció mecànica. Utilitzeu descàrrega a través del conductor va poder per a un interval determinat, bastant curt, el temps.

La victòria de la intel·ligència humana sobre aquesta substància efímera, com l'electricitat, va ser revolucionari.

Per desgràcia, la descàrrega (corrent elèctric produït condensador) va durar tan curt que crear el corrent continu no podia. A més, la tensió donada pel condensador disminueix gradualment, el que no deixa cap oportunitat de rebre corrent continu.

Vam haver de trobar una altra manera.

La primera font

experiments de Galvani italians en l'estudi de la "electricitat animal" va ser un intent inicial per trobar una font natural d'energia en la naturalesa. Penjant potes de granota preparat a la reixa de ferro ganxos de metall, va cridar l'atenció a la resposta característica de les terminacions nervioses.

No obstant això, les conclusions de Galvani va refutar un altre italià - Alessandro Volta. Intrigat per la possibilitat de generar electricitat a partir d'organismes animals, es va dur a terme una sèrie d'experiments amb granotes. Però la conclusió era tot el contrari de les seves hipòtesis anteriors.

Volts S'observa que un organisme viu és només un indicador de la descàrrega elèctrica. Quan el corrent de contracte músculs de les cames, el que indica la diferència de potencial. La font del camp elèctric es va tornar de contactes de metall diferent. El més separats que estan en un nombre d'elements químics, major serà l'efecte.

Les plaques de metalls dissimilessis van posar discos de paper impregnats amb la solució d'electròlit, la creació d'un llarg període de temps requerit diferència de potencial. I encara que va ser baix (1,1 V), però el corrent elèctric podria ser estudiat durant molt de temps. El més important és que la tensió es manté constant sempre.

El que està passant

Per què a les fonts, anomenades "cèl·lules electroquímiques", cridats aquest efecte?

Dos elèctrodes metàl·lics col·locats en l'aïllador, exerceixen papers diferents. Un d'ells respon electrons, l'altra rep. reacció del procés redox condueix a un excés d'electrons en un elèctrode, que es diu un pol negatiu i el segon error, indicat com un terminal de font positiva.

En els més simples reaccions d'oxidació cel·la galvànica es produeix en un elèctrode, restauradora - per l'altre. Els electrons arriben als elèctrodes des de la part externa del circuit. L'electròlit és un conductor del corrent dins de la font de ions. força de resistència dirigit per la durada del procés.

element de coure-zinc

El principi de funcionament de les cèl·lules electroquímiques d'interès a tenir en compte l'exemple d'una acció de cel·la galvànica de coure i zinc que va en contra de zinc energia i sulfat de coure. Aquesta font de placa de coure es col·loca en una solució de sulfat de coure, un elèctrode de zinc es submergeix en una solució de sulfat de zinc. Les solucions es van dividir coixinet porosa per evitar la barreja, però no necessàriament tocar.

Si el circuit està tancat, la capa superficial de zinc s'oxida. En el procés d'interacció amb àtoms de zinc líquid convertit en ions apareixerà a la solució. En l'elèctrode, s'alliberen electrons, que pot participar en la formació del corrent.

El aconseguir en l'elèctrode de coure, els electrons estan implicats en la reacció de reducció. De solució sobre la capa superficial de ions de coure arriba en el procés de recuperació que es converteixen en àtoms de coure dipositats sobre la placa de coure.

Resumir el que està succeint: l'operació de procés de la cèl·lula s'acompanya de reductor d'electrons transició a oxidant de la part exterior de la cadena. Les reaccions es produeixen en els dos elèctrodes. Dins de font de fluxos de corrent d'ions.

complexitat d'ús

En principi, qualsevol de les possibles reaccions redox poden usar-se en bateries. No obstant això, les substàncies capaces d'operar en els valors dels elements tècnics, no tant. D'altra banda, moltes reaccions requereixen costos de materials cars.

les bateries modernes tenen una estructura simple. Dos elèctrodes es col·loquen en un electròlit que omple el recipient - una caixa de bateria. Aquestes característiques de disseny simplificar l'estructura i reduir el preu de les bateries.

Qualsevol cèl·lula electroquímica és capaç de crear un corrent continu.

resistència de corrent continu no permet que tots els ions es converteixen simultàniament en els elèctrodes, de manera que la unitat funciona durant molt de temps. Les reaccions químiques produeixen ions es descarrega finalment element acabat.

La resistència interna de la font d'alimentació és important.

Una mica de resistència

L'ús del corrent elèctric, sens dubte, ha portat el progrés científic i tecnològic a un nou nivell, li va donar un gran impuls. Però la força de la resistència al flux de corrent s'interposa en el camí de tal desenvolupament.

D'una banda, el corrent elèctric que té propietats molt valuoses utilitzats a la llar i Tecnologia, de l'altra - hi ha una resistència considerable. La física com una ciència de la naturalesa està tractant de trobar un equilibri, per harmonitzar aquestes circumstàncies.

resistència actual sorgeix de la interacció de partícules carregades elèctricament amb una substància a la qual s'estan movent. Excloure aquest procés en condicions normals de temperatura, és impossible.

resistència

La resistència interna font de corrent i la resistència a parts externes del circuit tenen diversos naturalesa diferent, però igualment en aquests processos és l'operació de puntuació per la càrrega en moviment.

El treball en si depèn només de les propietats de la font i el seu contingut: qualitats d'elèctrodes i electròlit, així com a les unitats de circuits externs, la resistència dels quals depèn dels paràmetres geomètrics i propietats químiques del material. Per exemple, la resistència del filferro de metall augmenta amb la seva longitud i disminueix amb l'àrea de la secció d'extensió. En la solució del problema, la forma de reduir la resistència de Física recomana l'ús de materials especialitzats.

treballs actuals

D'acord amb la llei de Joule en els conductors assignats quantitat de calor és proporcional a la resistència. Si la quantitat de calor Q denoten _ext. , La intensitat del corrent I, un temps de flux t, obtenim:

• Q _ext. = I ^{2 ·} r · t,

on r - la resistència interna de la font d'alimentació.

A tot el circuit incloent tant les parts internes i externes, la quantitat total de calor es posa de relleu, la fórmula dels quals és:

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

Se sap com s'indica a la resistència física: circuit extern (tots els elements excepte la font) té una resistència de R.

la llei d'Ohm per a la cadena completa

Consideren que la major part de la feina en forces externes fan que la font de corrent. La seva magnitud és igual al producte de la càrrega portada pel camp, i la font de força electromotriu:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

adonar-se que la càrrega és igual al producte de la intensitat del corrent en el moment de la seva aparició, es té:

• E = I · (r + R).

D'acord amb les relacions de causa i efecte la llei d'Ohm és donada per:

• I = I: (r + R).

La intensitat del corrent al EMF circuit tancat és directament proporcional a la font d'energia i inversament proporcional a la resistència del circuit global (total).

Sobre la base d'aquest patró, és possible determinar la resistència interna i la font de corrent.

La capacitància font de descàrrega

Les principals característiques de les fonts i poden incloure la capacitat de descàrrega. La quantitat màxima d'energia elèctrica obtinguda quan s'opera sota certes condicions, en funció del corrent de descàrrega.

En el cas ideal, quan es realitzen certes aproximacions, la capacitat de descàrrega es pot considerar constant.

Per exemple, la bateria estàndard és de 1,5 V diferència de potencial té una capacitat de descàrrega de 0,5 Ah. Si el corrent de descàrrega és de 100 mA, llavors s'utilitza durant 5 hores.

Els mètodes per a la càrrega de bateries

El funcionament de la bateria condueix a la seva descàrrega. bateria de recuperació de càrrega petits elements es porta a terme amb un corrent el valor de potència és inferior a una dècima part del contenidor de la font.

Els següents mètodes de càrrega:

• l'ús d'un corrent constant durant un temps predeterminat (aproximadament 16 hores 0,1 capacitat actual de la bateria);
• la reducció del corrent de càrrega a un valor predeterminat la diferència de potencial;
• Utilitzeu corrents asimètriques;
• aplicació successiva de polsos curts de càrrega i descàrrega, en la qual el primer és més gran que el segon.

el treball pràctic

tasca proposada: determinar la resistència interna de la font de corrent i EMF.

Per a la seva execució han de ser reservats per la font de corrent, un amperímetre, un voltímetre, reòstat de diapositives, un conjunt clau de conductors.

Usant la llei d'Ohm per a un circuit tancat de determinar la resistència interna de la font de corrent. Per a això, és necessari conèixer el valor dels CEM de la resistència del reòstat.

Calculat fórmula resistència actual a la part exterior de la cadena pot determinar-se a partir de la llei d'Ohm per subcircuit:

• I = U: R,

on I - corrent en el circuit exterior, es mesura per un amperímetre; T - voltatge a la resistència externa.

Per millorar la precisió del mesurament feta per almenys 5 vegades. Què fer? La mesura durant la tensió d'experiment, resistència, corrent (més precisament, el corrent) s'utilitzen partir d'ara.

Per determinar la font d'alimentació de força electromotriu, utilitzeu el fet que el voltatge a través dels seus terminals quan vena oberta gairebé igual a la FEM.

Posar una cadena de bateries connectades en sèrie, resistències, clau amperímetre. Els terminals de la font de corrent es connecten un voltímetre. seccionador, retiri el seu testimoni.

La resistència interna, que la fórmula es deriva de la llei d'Ohm per al total del circuit, definir càlculs matemàtics:

• I = I: (r + R).
• r = E: I - T: I.

Els mesuraments mostren que la resistència interna és considerablement més petit que l'exterior.

La funció pràctica de la bateria i la bateria té una àmplia aplicació. seguretat ecològica innegable de motors elèctrics pot ser sense dubte, però per crear una bateria de gran capacitat, ergonòmica - el problema de la física moderna. La seva decisió donarà lloc a una nova ronda de desenvolupament de la tecnologia de l'automòbil.

Compacte, lleuger, bateries d'alta capacitat també són essencials en dispositius electrònics mòbils. de subministrament d'energia utilitzada en ells estan connectats directament amb el funcionament del producte.