Rezistenca e brendshme e furnizimit me energji elektrike. Rezistencë - formula

Aktuale elektrike në dirigjent ndodh nën ndikimin e një shkaqeve elektrike fushë ngarkuara grimcat që vijnë të lirshme në drejtim të udhëtimit. Duke krijuar një rrymë të grimcave - një problem serioz. Për të ndërtuar një pajisje që do të mbajë dallimin në mes potencialeve të fushës në të njëjtën gjendje për një kohë të gjatë - një detyrë që provuar fuqinë e njerëzimit deri në fund të shekullit XVIII.

Përpjekjet e para

Përpjekjet e para për "kursyer energji elektrike", për të çuar më tej studimin e tij dhe përdorimi janë bërë në Holandë. Gjermanisht Ewald Jurgen von Kleist dhe holandezi Pieter van Musschenbroek cilët kryer hulumtimet e tyre në qytetin e Leiden, e krijuar kondensator e parë në botë, më vonë e quajtur "Leyden jar".

Akumulimi i ngarkuar elektrike është mbajtur tashmë nga fërkimi mekanike. Përdorni shkarkimin nëpërmjet mund dirigjent për një të caktuar, mjaft të shkurtër, kohë interval.

Fitorja e inteligjencës njerëzore në substancë të tillë kalimtar, të tilla si energji elektrike, ishte revolucionar.

Për fat të keq, shkarkimi (rryma elektrike e prodhuar kondensator) ka zgjatur në mënyrë të shkurtër që të krijojnë rrymë të drejtpërdrejtë nuk mund të. Përveç kësaj, tension dhënë nga kondensator gradualisht zvogëlohet, e cila nuk lë mundësi për të marrë aktuale të vazhdueshme.

Ne kishim për të gjetur një tjetër mënyrë.

Burimi i parë

eksperimente italiane Galvani në studimin e "energjisë elektrike kafshëve" ishte një përpjekje origjinale për të gjetur një burim natyror i pushtetit në natyrë. Varur këmbët e bretkocë përgatitur në hekura hekuri metalike grepa, ai tërhoqi vëmendjen për përgjigje karakteristike e mbaresa nervore.

Megjithatë, përfundimet Galvani hedhur poshtë një tjetër Italian - Alessandro Volta. Intriguar nga mundësia e gjenerimit të energjisë elektrike nga organizmat e kafshëve, ajo ka kryer një seri eksperimentesh me kamxhikun e bretkosave. Por konkluzioni ishte e kundërta e plotë e hipotezave e tij të mëparshme.

Volt është vërejtur se një organizëm i gjallë është vetëm një tregues i shkarkimeve elektrike. Kur aktuale këmbët muskujt e kontratës, duke treguar dallimin e mundshëm. Burimi i fushës elektrike u kthye kontakt metalike i ndryshëm. Sa më larg përveç se ata janë në një numër të elementeve kimike, aq më i madh efekti.

Targat e metaleve të ndryshëm hedhur disqe letër mbarsur me zgjidhje electrolyte, duke krijuar një kohë të gjatë kërkohet ndryshim të mundshëm. Dhe edhe në qoftë se ajo ishte e ulët (1.1 V), por rryma elektrike mund të studiuar për një kohë të gjatë. Gjëja kryesore është se tensioni është mbajtur konstant për sa kohë.

Çfarë po ndodh

Pse në burimet, të quajtur "qeliza elektrokimike", i quajtur ky efekt?

Dy elektroda metalike të vendosura në izolant, të luajnë role të ndryshme. Një jep elektrone, tjetri merr ato. Reagimi Procesi Redox të çon në një rritje e elektroneve në një elektrodë, e cila është quajtur një pol negativ, dhe faji i dytë, shënohet si një terminal burim pozitiv.

Në reagimet më të thjeshtë panatyrshëm oksidimit qelizë ndodhin në një elektrodë, tonik - nga ana tjetër. Elektronet të arritur në elektrodave nga pjesa e jashtme e qark. Electrolyte është një dirigjent i tanishëm brenda burimit jon. Forca rezistenca e udhëhequr nga kohëzgjatjen e procesit.

element Bakër-zink

Parimi i funksionimit të qelizave elektrokimike me interes të marrin në konsideratë shembullin e një veprimi bakrit-zinkut panatyrshëm qelizë që shkon kundër zink energjisë dhe sulfate bakrit. Ky burimi i pllakave bakri është vendosur në një solucion të sulfate bakri, nje elektrode zinc është i zhytur ne nje solucion sulfate zink. Zgjidhjet ishin të ndarë jastëk poroz për të shmangur përzierjen, por jo domosdoshmërisht të prekur.

Nëse qarku është e mbyllur, shtresa sipërfaqësore e zinkut oksidohet. Në procesin e ndërveprimit me atomet zinkut lëngshme shndërruar në joneve të shfaqet në zgjidhje. Në elektrodë, elektronet janë lëshuar, e cila mund të marrë pjesë në formimin aktuale.

Getting në elektrodë bakrit, elektronet janë të përfshirë në reagimin e reduktimit. Nga solucion mbi shtresën sipërfaqe të joneve bakrit të arritur në procesin e rikuperimit ata janë konvertuar në atomet e bakrit depozituar në pllakën e bakrit.

Përmblidhni çfarë po ndodh: Procesi operacioni i qelizës është i shoqëruar me tranzicionit elektronike reductant në oxidant të pjesës së jashtme të zinxhirit. Reagimet ndodhin në të dy elektrodave. Brenda burim rrjedh jon aktuale.

Kompleksiteti i përdorimit

Në parim, asnjë nga reagimet e mundshme Redox mund të përdoret në bateri. Por substanca të aftë të veprojnë në letrat me vlerë të elementeve teknike, jo aq shumë. Për më tepër, shumë reagime të kërkojë materialeve të shtrenjta shpenzimet.

bateri moderne kanë një strukturë të thjeshtë. Dy elektroda janë të vendosur në një electrolyte mbushjen e anijes - një rast bateri. Karakteristika të tilla dizajn lehtësuar strukturën dhe për të zvogëluar çmimin e baterive.

Çdo qelizë elektrokimik është në gjendje të krijojë një rrymë të drejtpërdrejtë.

rezistenca DC nuk lejon të gjitha jonet të njëjtën kohë të kthehet në elektroda, kështu që njësia vepron për një kohë të gjatë. Reaksionet kimike të prodhojë joneve përfundimisht element ndërpritet është shkarkuar.

Rezistenca e brendshme të furnizimit me energji elektrike është i rëndësishëm.

A pak e rezistencës

Përdorimi i rrymës elektrike, pa dyshim, ka sjellë progresin shkencor dhe teknologjik në një nivel të ri, i dha një nxitje të madhe. Por forca e rezistencës ndaj rrymës merr në rrugën e një zhvillimi të tillë.

Nga njëra anë, rryma elektrike ka veti të paçmuar të përdorura në shtëpi dhe Teknologjisë, në anën tjetër - ka një rezistencë të konsiderueshme. Fizika si shkencë e natyrës është duke u përpjekur për të arritur një ekuilibër, për të harmonizuar këto rrethana.

aktuale rezistencë rrjedh nga bashkëveprim të grimcave të ngarkuara elektrikisht me nje substance me të cilin janë lëvizje. Përjashton këtë proces në kushte normale të temperaturës, është e pamundur.

rezistencë

I brendshëm rezistenca Burimi aktuale dhe rezistenca për pjesët e jashtme të qark të ketë disa natyrave të ndryshme, por në mënyrë të barabartë në këto procese është shënuar operacioni duke lëvizur ngarkuar.

Vetë puna varet vetëm nga pronat e burimit dhe përmbajtjes së saj: cilësi të elektrodave dhe electrolyte, si dhe për njësitë qark të jashtëm, rezistenca e të cilit varet nga parametrat gjeometrike dhe vetitë kimike të materialit. Për shembull, rezistenca e teli metal rritet me gjatësinë e saj dhe ul me extension zonë sektorial. Në zgjidhjen e problemit, si për të zvogëluar rezistencën e fizikës rekomandon përdorimin e materialeve të specializuara.

Jobs e tanishme

Në përputhje me ligjin e Joule në përçuesve alokuara sasia e ngrohjes është proporcionale me rezistencën. Në qoftë se sasia e nxehtësisë Q treguar _ext. , Forca e tanishme unë, një t koha rrjedhë, marrim:

• Q _ext. = I ^{2 ·} r · t,

ku r - rezistenca e brendshme e furnizimit me energji elektrike.

Në të gjithë qarkun, duke përfshirë të dy pjesët e brendshme dhe të jashtme, shuma totale e ngrohjes është theksuar, formula e të cilit është:

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

Ajo është e njohur si shënohet në rezistencë fizike: qark të jashtëm (të gjitha elementet përveç burimit) ka një rezistencë të R.

Ligji om për zinxhirin e plotë

Mendoni se pjesa më e madhe e punës në forcat e jashtme bëjnë burimin aktual. Madhësia e tij është e barabartë me produktin e ngarkuar kryer nga fusha, dhe burim elektromotor fuqi:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

kuptuar se çmimi është i barabartë me produktin e forcës aktuale në kohën e paraqitjes së saj, kemi:

• E = I · (r + R).

Në përputhje me marrëdhëniet e shkak-dhe-efekt ligji om është dhënë nga:

• I = E: (r + R).

Forca e tanishme në EMF qark të mbyllur është në proporcion me burim të energjisë dhe anasjelltas proporcional të përgjithshme (totale) rezistenca e qark.

Bazuar në këtë model, është e mundur për të përcaktuar rezistencën e brendshme dhe burimin e tanishme.

Burimi shkarkimi vëllim

Karakteristikat kryesore të burimeve dhe mund të përfshijnë kapacitetin e shkarkimit. Sasia maksimale e energjisë elektrike merret kur veprojnë në kushte të caktuara, në varësi të shkarkimit aktuale.

Në rastin ideal, kur përafërta të caktuara janë kryer, kapaciteti i shkarkimit mund të konsiderohet konstante.

Për shembull, bateri standarde është 1.5 V dallimi potencial ka një kapacitet shkarkimit prej 0.5 Ah. Nëse shkarkimi i tanishëm është 100 mA, atëherë ajo operuar për 5 orë.

Metodat për akuzuar bateri

Funksionimi i baterisë çon në shkarkimin e tyre. bateri Rimëkëmbjes akuzuar elemente të vogla kryhet me një rrymë vlera fuqia e të cilit është më pak se një e dhjeta e enës burim.

Metodat e mëposhtme të akuzuar:

• përdorimi i një rrymë të vazhdueshme për një kohë të parapërcaktuar (rreth 16 orë 0,1 e kapacitetit aktuale bateri);
• uljen e tanishme akuzuar për një vlerë të paracaktuar diferenca potenciale;
• Use rrymat asimetrike;
• Aplikimi njëpasnjëshme e pulses të shkurtra Ngarkimi dhe shkarkimi, në të cilën për herë të parë është më i madh se i dyti.

puna praktike

Detyra e propozuar: të përcaktuar rezistencën e brendshme e tanishme burim dhe EMF.

Për zbatimin e saj duhet të jetë e rezervuar nga burimi aktual, një ammeter, voltmetër, reostat rrëshqitje, një grup kyç të përçuesve.

Duke përdorur ligjin om për një qark të mbyllur do të përcaktojnë rezistencën e brendshme e burimit aktual. Për ta bërë këtë, ju duhet të dini vlerën EMF e rezistencës reostat.

Llogaritur formula aktuale rezistencës në pjesën e jashtme të zinxhirit mund të përcaktohet nga ligji om për subcircuit:

• I = U: R,

ku I - aktuale në qark jashtëm është matur me nje ammeter; U - tensionit në rezistencë të jashtëm.

Për të përmirësuar saktësinë e matjes të bërë nga të paktën 5 herë. Çfarë do të bëni? Matur gjatë tensionit të eksperimentit, rezistenca, aktuale (më saktë, aktual) janë përdorur në tekstin e mëtejmë.

Për të përcaktuar burimin elektromotor forcë të energjisë, të përdorin faktin se tensioni nëpër terminalet e saj, kur venë të hapura pothuajse e barabartë me EMF.

Duke vënë një zinxhir të baterive seri-lidhur, resistors, çelësi Ammeter. Terminalet e burimit aktual të lidhë një voltmetër. Shkeputur kaloni, hiqni dëshminë e tij.

Rezistenca e brendshme, e cila formula rrjedh nga ligji om për qark të përgjithshëm, të përcaktojë llogaritje matematikore:

• I = E: (r + R).
• r = E: I - U: I.

Matjet tregojnë se rezistenca e brendshme është dukshëm më i vogël se jashtme.

Funksioni praktik i bateri dhe bateri ka një aplikim të gjerë. Siguria e pamohueshme ekologjike e motore elektrike mund të ketë asnjë dyshim, por për të krijuar një bateri vëllimshëm, Ergonomik - problemin e fizikës moderne. Vendimi i saj do të çojë në një raund të ri të zhvillimit të teknologjisë së automobilave.

Kompakt, i lehtë, bateri kapacitet të lartë gjithashtu janë thelbësore në pajisje të lëvizshme elektronike. furnizimi i energjisë së përdorur në to janë të lidhura drejtpërdrejt me funksionimin e produktit.