La resistencia interna de la fuente de alimentación. Resistencia – la fórmula

La corriente eléctrica se produce en el conductor bajo la influencia de un campo eléctrico causas partículas cargadas que se han desprendido en el sentido de la marcha. Creando una corriente de partículas – un problema serio. Para construir un dispositivo que mantenga la diferencia entre los potenciales del campo en el mismo estado durante mucho tiempo – una tarea que demostró el poder de la humanidad hasta el final del siglo XVIII.

Los primeros intentos

Los primeros intentos de "ahorrar energía" para continuar su investigación y su uso se hicieron en los Países Bajos. Alemán Ewald Jurgen von Kleist y el holandés Pieter van Musschenbroek que llevó a cabo su investigación en la ciudad de Leiden, crearon primer condensador del mundo, más tarde llamado "botella de Leyden".

La acumulación de carga eléctrica ya se lleva a cabo por la fricción mecánica. Utilice descarga a través del conductor pudo para un intervalo determinado, bastante corto, el tiempo.

La victoria de la inteligencia humana sobre dicha sustancia efímera, como la electricidad, fue revolucionario.

Por desgracia, la descarga (corriente eléctrica producida condensador) duró tan corto que crear la corriente continua no podía. Además, la tensión dada por el condensador disminuye gradualmente, lo que no deja ninguna oportunidad de recibir corriente continua.

Tuvimos que encontrar otra manera.

La primera fuente

experimentos de Galvani italianos en el estudio de la "electricidad animal" fue un intento inicial para encontrar una fuente natural de energía en la naturaleza. Colgando patas de rana preparado en la rejilla de hierro ganchos de metal, llamó la atención a la respuesta característica de las terminaciones nerviosas.

Sin embargo, las conclusiones de Galvani refutó otro italiano – Alessandro Volta. Intrigado por la posibilidad de generar electricidad a partir de organismos animales, se llevó a cabo una serie de experimentos con ranas. Pero la conclusión era todo lo contrario de sus hipótesis anteriores.

Volts Se observa que un organismo vivo es sólo un indicador de la descarga eléctrica. Cuando la corriente de contrato músculos de las piernas, lo que indica la diferencia de potencial. La fuente del campo eléctrico se volvió de contactos de metal diferente. El más separados que están en un número de elementos químicos, mayor será el efecto.

Las placas de metales disimilares pusieron discos de papel impregnados con la solución de electrolito, la creación de un largo período de tiempo requerido diferencia de potencial. Y aunque fue bajo (1,1 V), pero la corriente eléctrica podría ser estudiado durante mucho tiempo. Lo principal es que la tensión se mantiene constante siempre.

Lo que está pasando

¿Por qué en las fuentes, llamadas "células electroquímicas", llamados este efecto?

Dos electrodos metálicos colocados en el aislador, desempeñan papeles diferentes. Uno de ellos responde electrones, la otra recibe. reacción del proceso redox conduce a un exceso de electrones en un electrodo, que se llama un polo negativo y el segundo fallo, indicado como un terminal de fuente positiva.

En los más simples reacciones de oxidación celda galvánica se produce en un electrodo, restauradora – por el otro. Los electrones llegan a los electrodos desde la parte externa del circuito. El electrolito es un conductor de la corriente dentro de la fuente de iones. fuerza de resistencia dirigido por la duración del proceso.

elemento de cobre-cinc

El principio de funcionamiento de las células electroquímicas de interés a tener en cuenta el ejemplo de una acción de celda galvánica de cobre y zinc que va en contra de zinc energía y sulfato de cobre. Esta fuente de placa de cobre se coloca en una solución de sulfato de cobre, un electrodo de zinc se sumerge en una solución de sulfato de zinc. Las soluciones se dividieron almohadilla porosa para evitar la mezcla, pero no necesariamente tocar.

Si el circuito está cerrado, la capa superficial de zinc se oxida. En el proceso de interacción con átomos de zinc líquido convertido en iones aparecerá en la solución. En el electrodo, se liberan electrones, que puede participar en la formación de la corriente.

El conseguir en el electrodo de cobre, los electrones están implicados en la reacción de reducción. De solución sobre la capa superficial de iones de cobre llega en el proceso de recuperación que se convierten en átomos de cobre depositados sobre la placa de cobre.

Resumir lo que está sucediendo: la operación de proceso de la célula se acompaña de reductor de electrones transición a oxidante de la parte exterior de la cadena. Las reacciones se producen en los dos electrodos. Dentro de fuente de flujos de corriente de iones.

complejidad de uso

En principio, cualquiera de las posibles reacciones redox pueden usarse en baterías. Sin embargo, las sustancias capaces de operar en los valores de los elementos técnicos, no tanto. Por otra parte, muchas reacciones requieren costos de materiales caros.

las baterías modernas tienen una estructura simple. Dos electrodos se colocan en un electrolito que llena el recipiente – una caja de batería. Tales características de diseño simplificar la estructura y reducir el precio de las baterías.

Cualquier célula electroquímica es capaz de crear una corriente continua.

resistencia de corriente continua no permite que todos los iones se convierten simultáneamente en los electrodos, por lo que la unidad funciona durante mucho tiempo. Las reacciones químicas producen iones se descarga finalmente elemento terminado.

La resistencia interna de la fuente de alimentación es importante.

Un poco de resistencia

El uso de la corriente eléctrica, sin duda, ha traído el progreso científico y tecnológico a un nuevo nivel, le dio un gran impulso. Pero la fuerza de la resistencia al flujo de corriente se interpone en el camino de tal desarrollo.

Por un lado, la corriente eléctrica que tiene propiedades muy valiosas utilizados en el hogar y Tecnología, por el otro – hay una resistencia considerable. La física como una ciencia de la naturaleza está tratando de encontrar un equilibrio, para armonizar estas circunstancias.

resistencia actual surge de la interacción de partículas cargadas eléctricamente con una sustancia a la que se están moviendo. Excluir este proceso en condiciones normales de temperatura, es imposible.

resistencia

La resistencia interna fuente de corriente y la resistencia a partes externas del circuito tienen varios naturaleza diferente, pero igualmente en estos procesos es la operación de puntuación por la carga en movimiento.

El trabajo en sí depende sólo de las propiedades de la fuente y su contenido: cualidades de electrodos y electrolito, así como a las unidades de circuitos externos, la resistencia de los cuales depende de los parámetros geométricos y propiedades químicas del material. Por ejemplo, la resistencia del alambre de metal aumenta con su longitud y disminuye con el área de la sección de extensión. En la solución del problema, la forma de reducir la resistencia de Física recomienda el uso de materiales especializados.

Trabajos actuales

De acuerdo con la ley de Joule en los conductores asignados cantidad de calor es proporcional a la resistencia. Si la cantidad de calor Q denotan _ext. , La intensidad de la corriente I, un tiempo de flujo t, obtenemos:

• Q _ext. = I ^{2 ·} r · t,

donde r – la resistencia interna de la fuente de alimentación.

En todo el circuito incluyendo tanto las partes internas y externas, la cantidad total de calor se pone de relieve, la fórmula de los cuales es:

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

Se sabe como se indica en la resistencia física: circuito externo (todos los elementos excepto la fuente) tiene una resistencia de R.

la ley de Ohm para la cadena completa

Consideran que la mayor parte del trabajo en fuerzas externas hacen que la fuente de corriente. Su magnitud es igual al producto de la carga llevada por el campo, y la fuente de fuerza electromotriz:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

darse cuenta de que la carga es igual al producto de la intensidad de la corriente en el momento de su aparición, se tiene:

• E = I · (r + R).

De acuerdo con las relaciones de causa y efecto la ley de Ohm es dada por:

• I = E: (r + R).

La intensidad de la corriente en el EMF circuito cerrado es directamente proporcional a la fuente de energía e inversamente proporcional a la resistencia del circuito global (total).

Sobre la base de este patrón, es posible determinar la resistencia interna y la fuente de corriente.

La capacitancia fuente de descarga

Las principales características de las fuentes y pueden incluir la capacidad de descarga. La cantidad máxima de energía eléctrica obtenida cuando se opera bajo ciertas condiciones, en función de la corriente de descarga.

En el caso ideal, cuando se realizan ciertas aproximaciones, la capacidad de descarga se puede considerar constante.

Por ejemplo, la batería estándar es de 1,5 V diferencia de potencial tiene una capacidad de descarga de 0,5 Ah. Si la corriente de descarga es de 100 mA, entonces se utiliza durante 5 horas.

Los métodos para la carga de baterías

El funcionamiento de la batería conduce a su descarga. batería de recuperación de carga pequeños elementos se lleva a cabo con una corriente cuyo valor de potencia es inferior a una décima parte del contenedor de la fuente.

Los siguientes métodos de carga:

• el uso de una corriente constante durante un tiempo predeterminado (aproximadamente 16 horas 0,1 capacidad actual de la batería);
• la reducción de la corriente de carga a un valor predeterminado la diferencia de potencial;
• Utilice corrientes asimétricas;
• aplicación sucesiva de pulsos cortos de carga y descarga, en la que el primero es mayor que el segundo.

el trabajo práctico

tarea propuesta: determinar la resistencia interna de la fuente de corriente y EMF.

Para su ejecución deben ser reservados por la fuente de corriente, un amperímetro, un voltímetro, reóstato de diapositivas, un conjunto clave de conductores.

Usando la ley de Ohm para un circuito cerrado determinará la resistencia interna de la fuente de corriente. Para ello, es necesario conocer el valor de los CEM de la resistencia del reóstato.

Calculado fórmula resistencia actual en la parte exterior de la cadena puede determinarse a partir de la ley de Ohm para subcircuito:

• I = U: R,

donde I – corriente en el circuito exterior, se mide por un amperímetro; T – voltaje en la resistencia externa.

Para mejorar la precisión de la medición hecha por al menos 5 veces. ¿Qué hacer? La medida durante la tensión de experimento, resistencia, corriente (más precisamente, la corriente) se utilizan de aquí en adelante.

Para determinar la fuente de alimentación de fuerza electromotriz, utilice el hecho de que el voltaje a través de sus terminales cuando vena abierta casi igual a la FEM.

Poner una cadena de baterías conectadas en serie, resistencias, clave amperímetro. Los terminales de la fuente de corriente se conectan un voltímetro. seccionador, retire su testimonio.

La resistencia interna, que la fórmula se deriva de la ley de Ohm para el total del circuito, definir cálculos matemáticos:

• I = E: (r + R).
• r = E: I – T: I.

Las mediciones muestran que la resistencia interna es considerablemente más pequeño que el exterior.

La función práctica de la batería y la batería tiene una amplia aplicación. seguridad ecológica innegable de motores eléctricos puede ser sin duda, pero para crear una batería de gran capacidad, ergonómica – el problema de la física moderna. Su decisión dará lugar a una nueva ronda de desarrollo de la tecnología del automóvil.

Compacto, ligero, baterías de alta capacidad también son esenciales en dispositivos electrónicos móviles. de suministro de energía utilizada en ellos están conectados directamente con el funcionamiento del producto.