ההתנגדות הפנימית של אספקת החשמל. התנגדות - הנוסחא

הזרם החשמלי בתוך מוליך התרחש תחת השפעה של גורמי שדה חשמליים חלקיקים הטעונים מתרופפים לכיוון הנסיעה. יצירת זרם חלקיקים - בעיה רצינית. כדי לבנות מכשיר ישמור את ההבדל בין הפוטנציאלים של השדה באותה המדינה במשך תקופה ארוכה - משימה הוכיחה את כוחו של האנושות עד סוף המאה XVIII.

הניסיונות הראשונים

הניסיונות הראשונים "לחסוך בחשמל" כדי לקדם את המחקר ואת השימוש שלו נעשו בהולנד. אוולד יורגן פון קלייסט הגרמני וההולנדי Pieter van Musschenbroek שניהל את המחקר שלהם בעיר ליידן, יצר את הקבל הראשון בעולם, שנקרא מאוחר יותר "ליידן צנצנת".

הצטברות של מטען חשמלי כבר מוחזקת על ידי חיכוך מכאני. השתמש פריקה דרך המנצח שיכול למען מרווח מסוים, די קצר, זמן.

הנצחון של אינטליגנציה אנושית על חומר חלוף כאלה, כגון חשמל, היה מהפכן.

למרבה הצער, הפריקה (קבלי פיק זרם חשמליים) נמשכת זמן כה קצרה שיוצרים זרם ישר לא יכול. בנוסף, המתח שניתן על ידי הקבל יורד בהדרגה, אשר לא משאירה הזדמנות לקבל זרם מתמשך.

היינו צריכים למצוא דרך אחרת.

המקור הראשון

ניסויי גלוונים איטלקים על המחקר של "חשמל חיה" היה ניסיון מקורי כדי למצוא מקור טבעי של כוח בטבע. תליית רגליים של צפרדע מוכנה על שבכת ברזל מתכת ווים, הוא הפנה את תשומת לב בתגובה האופיינית של הקצוות העצבים.

עם זאת, מסקנות גלווני הופרכו איטלקית אחרת - אלסנדרו וולטה. מסוקרן את האפשרות של ייצור חשמל אורגניזמים חיים, זה ערך סדרת ניסויים עם צפרדעים. אבל המסקנה הייתה ההפך הגמור ההשערות הקודמות שלו.

וולט הוא ציין כי אורגניזם חי הוא רק אינדיקציה המטען החשמלי. כאשר השרירים מתכווצים רגליים הנוכחי, המציין את ההבדל פוטנציאל. מקור השדה החשמלי הפך מגע מתכת שונה. עם התקדמותו בנפרד הם נמצאים מספר אלמנטים כימיים, כך גדלה ההשפעה.

הפלטות של מתכות שונות הניחו דיסקי נייר ספוגת הפתרון אלקטרוליט, יצירת תקופה ארוכה של פרש פוטנציאלים נדרשו זמן. וגם אם זה היה נמוך (1.1 V), אך הזרם החשמלי יכול להיות למד במשך תקופה ארוכה. העיקר הוא כי מתח הוחזק קבוע כל עוד.

מה קורה

למה במקורות, שנקראו "תאים אלקטרוכימיים", כינו את האפקט הזה?

שתי אלקטרודות מתכת להציב המבודד, ממלאי תפקידים שונים. אחת מספק אלקטרונים, והשני מקבל אותם. תהליך תגובת חיזור מובילה עודף של אלקטרונים על אלקטרודה אחת, אשר נקראת קוטב שלילי, ואת האשמה השנייה, מסומן כמסוף מקור חיובי.

בתגובות חמצון תא גלוונים הפשוטות ביותר המתרחש אלקטרודה אחת, מבריא - מאידך גיסא. האלקטרונים מגיעים אלקטרודות מהחלק החיצוני של המעגל. האלקטרוליט הוא מוליך זרם בתוך מקור יון. כוח ההתנגדות בראשות משך התהליך.

אלמנט נחושת-אבץ

עקרון הפעולה של תאים אלקטרוכימיים עניין לשקול את הדוגמה של פעולה תא גלווני-אבץ ונחושת אשר נוגד אבץ אנרגיה נחושת גופרתית. מקור זה צלחת נחושת מושם בתמיסה של נחושת גופרתית, אלקטרודה אבץ היא שקועה בתוך תמיסת ברזל ואבץ. הפתרונים חולקו כרית נקבובית כדי למנוע ערבוב, אבל לא בהכרח נוגעים ללב.

אם המעגל נסגר, שכבת אבץ השטח הוא מתחמצן. בתהליך של אינטראקציה עם נוזל אטום אבץ הפך יונים מופיעים הפתרון. על האלקטרודה, האלקטרונים המשתחררים, אשר יכול לקחת חלק הנוכחי היווצרות.

התחילו על האלקטרודה הנחושת, אלקטרוני המעורבים תגובת ההפחתה. מפתרון על שכבת פני השטח של יוני הנחושת מגיע בתהליך ההחלמה הם הופכים אטומים של נחושת שהופקד על צלחת הנחושת.

סכם את מה שקורה: מבצע התהליך של התא מלווה reductant אלקטרון מעבר חמצון של חלק החיצוני של השרשרת. התגובות המתרחשות בבית שתי אלקטרודות. בתוך המקור זורם זרם יונים.

המורכבות של השימוש

באופן עקרוני, כל תגובות החיזור האפשריות ניתן להשתמש בסוללות. אבל החומרים מסוגלים לפעול בניירות הערך של אלמנטים טכניים, לא כל כך הרבה. יתר על כן, תגובות רבות דורשות עלויות חומרים יקרים.

יש סוללות מודרניות מבנה פשוט. שתי אלקטרודות ממוקמות אלקטרוליט אחד למילוי הכלי - מקרה סוללה. תכונות עיצוב כזה לפשט את המבנה ולהפחית את המחיר של הסוללות.

כל תא אלקטרוכימי הוא מסוגל ליצור זרם ישר.

התנגדות DC אינה מאפשרת כל היונים לפנות בו זמנית על אלקטרודות, כך היחיד פועלת מזה זמן רב. תגובות כימיות לייצר יונים בסופו האלמנט נסגר אינו משוחרר.

ההתנגדות הפנימית של אספקת הכח חשובה.

קצת התנגדות

שימוש זרם חשמלי, אין ספק, ביאת התקדמות מדעית וטכנולוגית לרמה חדשה, נתן לו דחיפה עצומה. אבל הכח של ההתנגדות לזרימה נוכחית מפריע להתפתחות כזאת.

מצד אחד, הזרם החשמלי הוא בעל תכונות יסולא בפז להשתמש בבית וטכנולוגיה, ומצד שני - קיימת התנגדות רבה. פיסיקה של הטבע מנסה למצוא את איזון, ליצור הרמוניה בנסיבות אלה.

התנגדות הנוכחית נובעת ההשפעה ההדדית של חלקיקים טעונים חשמלית עם חומר שאליו הם עוברים. אל תכלול תהליך זה בתנאי טמפרטורה נורמלית, אי אפשר.

התנגדות

ההתנגדות הפנימית המקור הנוכחי ואת ההתנגדות לחלקים חיצוניים של המעגל יש כמה אופי שונה, אך לא פחות בתהליכים אלה הם מבצע ניקוד על ידי העברת תשלום.

העבודה עצמה תלויה רק על המאפיינים של המקור ותוכנו: איכויות של אלקטרודות ואלקטרוליטים, כמו גם ליחידות במעגל חיצוני, ההתנגדות של אשר תלוי בפרמטרים גיאומטריים התכונות הכימיות של החומר. לדוגמא, ההתנגדות של תיל המתכת מגדילה עם האורך שלה יורדת עם שטח רחבת חתך. בפתרון הבעיה, איך להקטין את ההתנגדות של הפיזיקה ממליץ על השימוש בחומרים מיוחדים.

משרות נוכחיות

בהתאם לחוק של ג'אול ב מנצחים הקצו כמות החום היא יחסי ההתנגדות. אם כמות Q החום לציין _שלוחה. , עוצמת הזרם I, חולצת זמן זרימה, אנחנו מקבלים:

• _{שלוחה ש.} = אני ^{2 ·} r · t,

r שם - ההתנגדות הפנימית של אספקת החשמל.

במעגל כולו כולל שני החלקים הפנימיים וחיצוניים, כמות החום הכוללת מודגשת, הנוסחא מהם היא:

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

הוא ידוע בתור נקובי התנגדות פיסיקה: מעגל חיצוני (כל הרכיבים מלבד המקור) יש התנגדות של ר '

חוק אוהם עבור שרשרת שלמה

תחשוב על זה רוב העבודה בכוחות מחוץ להפוך למקור הנוכחי. גודלה הוא שווה למכפלה של תשלום המבוצע על ידי השדה, ומקור כוח אלקטרומניע:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

להבין כי החיוב הוא שווה למכפלה של כוח הנוכחי בעת התרחשותו, יש לנו:

• E = I · (R + R).

בהתאם יחסי סיבה ותוצאה חוק אוהם ניתנת על ידי:

• I = E: (r + R).

כוחו הנוכחי של EMF במעגל הסגור הוא ביחס ישר למקור הכח ביחס הפוך התנגדות במעגל הכללית (כולל).

בהתבסס על דפוס זה, אפשר לקבוע את ההתנגדות הפנימית ואת המקור הנוכחי.

המקור הפריק קיבול

המאפיינים העיקריים של מקורות והוא עשוי לכלול יכולת פריקה. הכמות המרבית של חשמל המתקבל כאשר הפעלה בתנאים מסוימים, תלוי השחרור הנוכחי.

במקרה האידיאלי, כאשר קירובים מסוימים מבוצעים, היכולת הפריקה יכולה להיחשב מתמיד.

לדוגמא, הסוללה הסטנדרטית היא 1.5 V הבדל פוטנציאל בעל קיבולת פריקה של 0.5 אה. אם השחרור הנוכחי הוא 100 מילי-אמפר, אז זה פעל במשך 5 שעות.

שיטות טעינת סוללות

מבצע של הסוללה מוביל הפריק שלהם. סוללת שחזור לחייב אלמנטים קטנים מבוצעת עם זרם שערכם כוח הוא פחות מעשירית של מכל המקור.

שיטות הטעינה הבאות:

• שימוש זרם קבוע במשך זמן קבוע מראש (כ 16 שעות 0.1 קיבולת סוללה נוכחית);
• הורדה הנוכחית לחייב לערך שנקבע מראש ההבדל פוטנציאל;
• השתמש זרמים סימטריים;
• יישום רצוף של פולסים קצרים של טעינה ופריקה, שבו הראשון הוא גדול מהמספר השני.

עבודה מעשית

משימה מוצעת: לקבוע את ההתנגדות הפנימית של המקור הנוכחי EMF.

לביצועו צריך להיות שמורה ידי מקור הזרם, מד זרם, מד מתח, רֵיאוֹסטָט שקופיות, סט מפתח של מנצחים.

באמצעות חוק אוהם עבור במעגל סגור יקבע את ההתנגדות הפנימית של המקור הנוכחי. כדי לעשות זאת, אתה חייב לדעת את ערך EMF של התנגדות רֵיאוֹסטָט.

מחושבת בנוסחא התנגדות נוכחית בחלק החיצוני של השרשרת ניתן לקבוע מן החוק אוהם עבור subcircuit:

• I = U: R,

איפה אני - זרם במעגל החיצוני, נמדד על ידי מד זרם; U - מתח על הנגד החיצוני.

כדי לשפר את הדיוק של מדידה שנעשה על ידי 5 פעמים לפחות. מה זה עושה? הנמדד במהלך מתח הניסוי, התנגדות, זרם (ליתר דיוק, הנוכחי) משמשים להלן.

כדי לקבוע את מקור כוח כוח אלקטרומניע, להשתמש בעובדת המתח על פני המסוף שלה כאשר וריד פתוח כמעט שווה EMF.

לשים שרשרת של סוללות המחוברות בסדרה, נגדים, מפתח מד זרם. מסופי של המקור הנוכחי לחבר מד מתח. ניתוק מתג, להסיר בעדותו.

ההתנגדות הפנימית, אשר נוסחה נגזר חוק אוהם עבור המעגל הכולל, להגדיר את החישובים המתמטיים:

• I = E: (r + R).
• r = E: אני - U: I.

מדידות מראות כי ההתנגדות הפנימית נמוכה במידה ניכרת מאשר החיצוני.

בצד הפרקטי של הסוללה ואת הסוללה יש יישומים רחבים. בטיחות אקולוגית מוטל בספק של מנועים חשמליים יכול להיות ספק, אבל כדי ליצור ארגונומי, הסוללה מרווח - הבעיה של הפיזיקה המודרנית. במסגרת ההחלטה תוביל סבב חדש של התפתחות טכנולוגית רכב.

סוללות קומפקטיות, קלות משקל, בעלת קיבולת גבוהה גם הן חיוניות מכשירים אלקטרוניים ניידים. אספקת האנרגיה המשמשת אותם מחוברת ישירות עם המבצע של המוצר.