المقاومة الداخلية من امدادات الطاقة. المقاومة - الصيغة

يحدث التيار الكهربائي في موصل تحت تأثير من الأسباب الحقل الكهربائي الجسيمات المشحونة القادمة فضفاضة في اتجاه السفر. خلق الجسيمات الحالي - مشكلة خطيرة. لبناء الجهاز الذي سوف تحافظ على الفرق بين إمكانيات الحقل في نفس الولاية لفترة طويلة - وهي المهمة التي أثبتت قوة بشرية حتى نهاية القرن الثامن عشر.

المحاولات الأولى

وقدمت أبحاثه واستخدامها في هولندا المحاولات الأولى "لإنقاذ الكهرباء" إلى أبعد من ذلك. الألماني ايوالد يورغن فون كلايست والهولندي بيتر فان موشنبروك الذين أجروا أبحاثهم في مدينة لايدن، التي أنشئت مكثف الأولى في العالم، ودعا في وقت لاحق "ليدن جرة".

يقام تراكم الشحنة الكهربائية بالفعل عن الاحتكاك الميكانيكي. استخدام التفريغ من خلال موصل يمكن لبعض، قصيرة نسبيا، الفاصل الزمني.

انتصار الذكاء البشري على هذه المواد سريعة الزوال، مثل الكهرباء، والثوري.

وللأسف، فإن التفريغ (التيار الكهربائي ينتج مكثف) واستمر قصيرة جدا التي تخلق التيار المباشر لم يستطع. وبالإضافة إلى ذلك، والجهد الذي قدمه مكثف ينخفض تدريجيا، والذي لا يترك أي فرصة الحصول على التيار المستمر.

كان علينا أن نجد وسيلة أخرى.

المصدر الأول

وكانت تجارب جالفاني الإيطالية على دراسة "الكهرباء الحيوانية" محاولة الأصلي للعثور على مصدر طبيعي للطاقة في الطبيعة. معلقة أرجل الضفادع استعداد على صر المعادن السنانير الحديد، ولفت الانتباه إلى استجابة مميزة من النهايات العصبية.

ومع ذلك، فإن استنتاجات جالفاني فند آخر الإيطالية - أليساندرو فولتا. مفتون بها إمكانية توليد الكهرباء من الكائنات الحية الحيوانية، وأجريت سلسلة من التجارب مع الضفادع. ولكن النتيجة كانت العكس تماما من له الفرضيات السابقة.

ويلاحظ فولت أن الكائنات الحية ليست سوى مؤشر على التفريغ الكهربائي. عندما عقد الساقين العضلات الحالي، مما يدل على فرق الجهد. تحولت مصدر الحقل الكهربائي يختلف الاتصال المعدنية. وبعيدا عن بعضهما البعض فهي في عدد من العناصر الكيميائية، وزيادة تأثير.

وضعت لوحات من المعادن المختلفة أقراص رقة مشربة مع حل بالكهرباء، وخلق فترة طويلة من الوقت اللازم فرق الجهد. وحتى لو كان منخفض (1.1 V)، ولكن يمكن دراستها التيار الكهربائي لفترة طويلة. الشيء الرئيسي هو أن الجهد أبقى ثابتا طالما.

ما يحدث

لماذا في المصادر، ودعا "الخلايا الكهروكيميائية"، ودعا هذا التأثير؟

اثنين من أقطاب معدنية وضعت في عازل، تلعب أدوارا مختلفة. واحد يسلم الإلكترونات، والآخر يتلقى منهم. رد فعل عملية الأكسدة يؤدي إلى وجود فائض من الإلكترونات في القطب واحد، وهو ما يسمى القطب السالب، والخطأ الثاني، كما تدل على محطة مصدر إيجابية.

في أبسط ردود الفعل كلفاني أكسدة الخلايا التي تحدث في القطب احد، التصالحية - من جهة أخرى. وصول الإلكترونات في الأقطاب من الجزء الخارجي للدائرة. بالكهرباء هو موصل للتيار داخل المصدر أيون. قوة المقاومة قبل مدة من العملية التي تقودها.

عنصر النحاس والزنك

مبدأ عمل الخلايا الكهروكيميائية من الفائدة للنظر في مثال على النحاس والزنك عمل خلية كلفاني الذي يتعارض مع الزنك الطاقة وكبريتات النحاس. يتم وضع هذا المصدر من لوحة النحاس في محلول كبريتات النحاس، ومغمورة القطب الزنك في محلول كبريتات الزنك. تم تقسيم الحلول وحة مسامية لتجنب الاختلاط، ولكن ليس بالضرورة لمس.

إذا تم إغلاق الدائرة، يتأكسد الطبقة السطحية من الزنك. في عملية التفاعل مع ذرات الزنك السائل تحولت إلى أيونات تظهر في الحل. على القطب، يتم إطلاق الإلكترونات، والتي يمكن أن تشارك في تشكيل تيار.

الحصول على النحاس القطب، وتشارك الإلكترونات في رد فعل التخفيض. من الحل على الطبقة السطحية من أيونات النحاس يصل في عملية الانتعاش يتم تحويلها إلى ذرات النحاس تترسب على اللوحة النحاسية.

تلخيص ما يحدث: ويرافق هذه العملية عملية الخلية عن طريق الانتقال اختزال الإلكترون إلى أكسدة الجزء الخارجي من السلسلة. تحدث تفاعلات في القطبين. داخل مصدر تدفقات أيون الحالية.

تعقيد استخدام

من حيث المبدأ، أي من تفاعلات الأكسدة والاختزال المحتملة يمكن أن تستخدم في البطاريات. ولكن المواد القادرة على العمل في الأوراق المالية من العناصر الفنية، وليس ذلك بكثير. وعلاوة على ذلك، العديد من ردود الفعل تتطلب تكاليف المواد باهظة الثمن.

البطاريات الحديثة لديها بنية بسيطة. توضع قطبين في بالكهرباء واحد ملء السفينة - حالة البطارية. هذه الميزات تصميم تبسيط هيكل وتخفيض سعر البطاريات.

أي خلية كهروكيميائية قادرة على خلق تيار المباشر.

المقاومة DC لا تسمح لجميع الأيونات تتحول في وقت واحد على الأقطاب، لذلك تعمل وحدة لفترة طويلة. التفاعلات الكيميائية تنتج أيونات تبرأ في نهاية المطاف عنصر إنهاؤها.

المقاومة الداخلية من امدادات الطاقة هو المهم.

قليلا من المقاومة

وأدى استخدام التيار الكهربائي، ولا شك، والتقدم العلمي والتكنولوجي إلى مستوى جديد، وقدم له دفعة قوية. لكن قوة المقاومة لتدفق التيار يحصل في طريق مثل هذا التطور.

من جهة، والتيار الكهربائي له خصائص لا تقدر بثمن المستخدمة في المنزل والتكنولوجيا، من ناحية أخرى - هناك مقاومة كبيرة. الفيزياء كعلم الطبيعة تحاول تحقيق توازن، لتنسيق هذه الظروف.

دعت المقاومة الحالية عن تفاعل الجسيمات المشحونة كهربائيا مع مادة التي كانت تتحرك. استبعاد هذه العملية في ظروف درجة الحرارة العادية، فإنه من المستحيل.

مقاومة

المقاومة الداخلية مصدر في الوقت الراهن ومقاومة الأجزاء الخارجية من الدائرة لديها العديد من طبيعة مختلفة، ولكن على قدم المساواة في هذه العمليات هو عملية التهديف عن طريق تحريك الاتهام.

العمل نفسه يعتمد فقط على خصائص المصدر ومضمونه: الصفات من الأقطاب الكهربائية والكهارل، فضلا عن وحدات الدائرة الخارجية، المقاومة الذي يعتمد على معايير هندسية والخصائص الكيميائية للمادة. على سبيل المثال، مقاومة الأسلاك المعدنية تزيد مع طول وتتناقص مع مساحة المقطع التمديد. في حل المشكلة، وكيفية الحد من مقاومة الفيزياء توصي باستخدام المواد المتخصصة.

وظائف الحالية

وفقا للقانون جول في الموصلات تخصيص كمية الحرارة يتناسب مع المقاومة. إذا كانت كمية الحرارة Q دلالة _{تحويلة.} ، وقوة التيار I، تي الوقت التدفق، نحصل على:

• Q _{تحويلة.} = I ^{2 ·} ص · ر،

حيث r - المقاومة الداخلية من امدادات الطاقة.

في الدائرة بأكملها بما في ذلك الأجزاء الداخلية والخارجية على حد سواء، وسلط الضوء على المبلغ الإجمالي للحرارة، الصيغة التي هي:

• Q _مجموعه = I ^{2 ·} ص · تي + I ^{2 ·} R · ر = I ^{2 ·} (R + R) · ر،

كما هو معروف الرمز في مقاومة الفيزياء: الدائرة الخارجية (جميع العناصر باستثناء المصدر) لديها مقاومة R.

قانون أوم لسلسلة كاملة

نرى أن معظم العمل في قوى خارجية جعل مصدر في الوقت الراهن. حجمه يساوي المنتج من تهمة يحملها هذا المجال، ومصدر القوة الدافعة الكهربائية:

• ف · E = I ² · (R + R) · ر.

تحقيق هذه التهمة يساوي نتاج القوة الحالية في وقت حدوثه، لدينا:

• E = I * (ص + R).

وفقا لعلاقات السبب والنتيجة يعطى قانون أوم حسب:

• I = E: (ص + R).

القوة الحالية في EMF دائرة مغلقة يتناسب طرديا مع مصدر الطاقة ويتناسب عكسيا مع الكلية (الكلية) مقاومة الدائرة.

وبناء على هذا النمط، فمن الممكن لتحديد المقاومة الداخلية ومصدر في الوقت الراهن.

السعة مصدر التفريغ

ويمكن أن تشمل الخصائص الرئيسية للمصادر والقدرة على التصريف. الكمية القصوى من الكهرباء التي تم الحصول عليها عندما تعمل في ظل ظروف معينة، اعتمادا على التصريف الحالي.

في الحالة المثالية، عندما يتم تنفيذ بعض تقريبية، يمكن اعتبار القدرة على التصريف ثابت.

على سبيل المثال، البطارية القياسية 1.5 V فرق الجهد لديه القدرة على التصريف من 0.5 آه. إذا كان التفريغ الحالي هو 100 مللي أمبير، ثم كانت تعمل لمدة 5 ساعات.

طرق لشحن البطاريات

تشغيل البطارية يؤدي إلى تفريغها. بطارية التعافي يتم تنفيذ اتهام عناصر صغيرة مع تيار الذي هو أقل من عشر الحاوية مصدر قيمة السلطة.

طرق الشحن التالية:

• استخدام تيار مستمر لفترة محددة سلفا (حوالي 16 ساعة 0.1 قدرة البطارية الحالية)؛
• خفض تيار الشحن إلى قيمة محددة سلفا فرق الجهد.
• استخدام التيارات غير المتكافئة.
• تطبيق على التوالي من نبضات قصيرة من الشحن والتفريغ، والذي لأول مرة أكبر من الثانية.

العمل الفعلي

المهمة المقترحة: تحدد المقاومة الداخلية للمصدر التيار وEMF.

لتنفيذها تحتاج إلى المحجوزة من قبل مصدر في الوقت الراهن، وهو مقياس التيار الكهربائي، الفولتميتر، مقاومة متغيرة الشرائح، مجموعة رئيسية من الموصلات.

باستخدام قانون أوم للدائرة مغلقة ستحدد المقاومة الداخلية للمصدر الحالي. للقيام بذلك، يجب أن تعرف قيمة EMF المقاومة مقاومة متغيرة.

احتساب معادلة المقاومة الحالية في الجزء الخارجي من سلسلة يمكن تحديد من قانون أوم لsubcircuit:

• I = U: R،

حيث I - التيار في الدائرة الخارجية، تقاس على مقياس التيار الكهربائي. U - الجهد على المقاوم الخارجية.

لتحسين دقة القياس الذي أدلى به 5 مرات على الأقل. ماذا يفعل؟ تقاس خلال التجربة الجهد والمقاومة والتيار (على نحو أدق، التيار) تستخدم فيما بعد.

لتحديد مصدر الطاقة القوة الدافعة الكهربائية، واستخدام حقيقة أن الجهد عبر محطاتها عندما الوريد مفتوحة على قدم المساواة تقريبا إلى EMF.

وضع سلسلة من البطاريات الموصولة سلسلة، المقاومات، مفتاح مقياس التيار الكهربائي. محطات من مصدر في الوقت الراهن ربط الفولتميتر. قطع التبديل، وإزالة شهادته.

المقاومة الداخلية، التي تستمد الصيغة من قانون أوم للدائرة الإجمالية، وتحديد العمليات الحسابية:

• I = E: (ص + R).
• ص = E: I - U: I.

وتشير القياسات أن المقاومة الداخلية هي أصغر بكثير من الخارجي.

وظيفة عملية من البطارية والبطارية وتطبيق واسع. سلامة البيئة التي لا يمكن إنكارها من المحركات الكهربائية يمكن أن يكون هناك شك، ولكن لخلق بطارية رحيب، مريح - مشكلة الفيزياء الحديثة. سوف قرارها يؤدي إلى جولة جديدة من تطوير تكنولوجيا السيارات.

والمدمجة، خفيفة الوزن، وبطاريات عالية السعة الضروري أيضا في الأجهزة الإلكترونية المحمولة. إمدادات الطاقة المستخدمة فيها ترتبط مباشرة مع تشغيل المنتج.