A resistência interna da fonte de alimentação. Resistência – a fórmula

A corrente eléctrica no condutor ocorre sob a influência de um campo eléctrico causas partículas carregadas provenientes solta na direcção da viagem. Criando uma corrente de partículas – um problema sério. Para construir um dispositivo que irá manter a diferença entre os potenciais do campo no mesmo estado por um longo tempo – uma tarefa que se revelou o poder da humanidade até o final do século XVIII.

As primeiras tentativas

As primeiras tentativas de "poupar electricidade" para continuar a sua pesquisa e uso foram feitos na Holanda. Alemão Ewald Jurgen von Kleist e o holandês Pieter van Musschenbroek que conduziu a sua investigação na cidade de Leiden, criou o primeiro capacitor do mundo, mais tarde chamado de "Leyden jar".

A acumulação de carga eléctrica já é realizada por fricção mecânica. Use descarga através do condutor poderia, por um certo bastante curto intervalo, tempo.

A vitória da inteligência humana em tal substância efêmera, como a electricidade, foi revolucionário.

Infelizmente, a descarga (corrente elétrica capacitor produzido) durou tão curto que criar corrente contínua não podia. Além disso, a tensão dada pelo condensador diminui gradualmente, o que não deixa qualquer oportunidade de receber corrente contínua.

Tivemos que encontrar uma outra maneira.

A primeira fonte

experimentos Galvani italianos no estudo da "eletricidade animal" foi uma tentativa original para encontrar uma fonte natural de energia na natureza. Pendurado pernas de sapo preparado na grade de ferro de metal ganchos, ele chamou a atenção para a resposta característica das terminações nervosas.

No entanto, as conclusões Galvani refutada outro italiano – Alessandro Volta. Intrigado com a possibilidade de geração de electricidade a partir de organismos animais, é conduzida uma série de experiências com rãs. Mas a conclusão era o completo oposto de suas hipóteses anteriores.

Volts se que um organismo vivo é apenas um indicador de descarga elétrica. Quando o atual contrato pernas músculos, indicando a diferença de potencial. A fonte do campo eléctrico virou contacto metálico diferente. Quanto mais distantes eles estão em um número de elementos químicos, maior o efeito.

As placas de metais diferentes previsto discos de papel impregnados com a solução de electrólito, a criação de um longo período de tempo necessário diferença de potencial. E mesmo se ele foi baixa (1,1 V), mas a corrente elétrica poderia ser estudado por um longo tempo. A principal coisa é que a tensão foi mantida constante enquanto.

O que está acontecendo

Por que nas fontes, chamadas "células eletroquímicas", chamados este efeito?

Dois eletrodos metálicos colocados no isolador, desempenham papéis diferentes. Uma entrega elétrons, o outro recebe-los. reacção redox processo conduz a um excesso de electrões no um eléctrodo, o que é chamado um pólo negativo, e a segunda falha, denotado como um terminal de fonte positivo.

Nas reacções de oxidação célula galvânica mais simples que ocorre a um eléctrodo, restaurador – por outro. Os electrões chegar nos eléctrodos a partir da parte externa do circuito. O electrólito é um condutor de corrente no interior da fonte de iões. força de resistência conduzido pela duração do processo.

elemento de cobre-zinco

O princípio da operação das células electroquímicas de interesse para considerar o exemplo de uma acção célula galvânica de cobre-zinco, que vai de encontro a energia de zinco e sulfato de cobre. Esta fonte de placa de cobre é colocada em uma solução de sulfato de cobre, um eléctrodo de zinco é imerso numa solução de sulfato de zinco. As soluções foram divididas almofada porosa para evitar a mistura, mas não necessariamente tocar.

Se o circuito é fechado, a camada superficial de zinco é oxidado. No processo de interacção com os átomos de zinco líquido transformado em iões de aparecer na solução. No eléctrodo, os electrões são libertados, o que pode tomar parte na formação da corrente.

Obtenção no eléctrodo de cobre, os electrões estão envolvidos na reacção de redução. A partir de solução sobre a camada de superfície de iões de cobre chegar no processo de recuperação que são convertidos em átomos de cobre depositado sobre a placa de cobre.

Resumir o que se passa: a operação do processo da célula é acompanhada pela transição redutor de electrões para oxidante da parte exterior da cadeia. As reacções ocorrem nos dois eléctrodos. Dentro fonte flui corrente de íons.

a complexidade de utilização

Em princípio, qualquer das possíveis reações redox pode ser usado em baterias. Mas as substâncias capazes de operar em títulos de elementos técnicos, nem tanto. Além disso, muitas reações requerem custos de materiais caros.

baterias modernas têm uma estrutura simples. Dois eléctrodos são colocados em um electrólito do enchimento do reservatório – uma caixa de bateria. Tais características de design simplificar a estrutura e reduzir o preço das baterias.

Qualquer célula eletroquímica é capaz de criar uma corrente contínua.

resistência DC não permite que todos os íons simultaneamente ligar os eletrodos, para que a unidade opera por um longo tempo. As reacções químicas, eventualmente, produzir iões elemento terminada é descarregada.

A resistência interna da fonte de alimentação é importante.

Um pouco de resistência

O uso de corrente elétrica, sem dúvida, trouxe progresso científico e tecnológico a um novo nível, lhe deu um enorme impulso. Mas a força da resistência ao fluxo de corrente fica no caminho de um tal desenvolvimento.

Por um lado, a corrente elétrica tem propriedades valiosas utilizados em casa e Tecnologia, por outro – há uma resistência considerável. Física como uma ciência da natureza está tentando encontrar um equilíbrio, harmonizar estas circunstâncias.

resistência à corrente resulta da interacção de partículas electricamente carregadas com uma substância para o qual eles estão em movimento. Excluir este processo em condições normais de temperatura, é impossível.

resistência

A resistência interna fonte de corrente e a resistência às partes externas do circuito tem vários natureza diferente, mas igualmente nestes processos é a operação de pontuação por carga em movimento.

O próprio trabalho depende apenas das propriedades da fonte e do seu conteúdo: qualidades de eléctrodos e de electrólito, bem como às unidades de circuito externo, a resistência dos quais depende dos parâmetros geométricos e as propriedades químicas do material. Por exemplo, a resistência do fio de metal aumenta com o seu comprimento e diminui com a extensão da área seccional. Na resolução do problema, como reduzir a resistência de Física recomenda o uso de materiais especializados.

Jobs atuais

De acordo com a lei de Joule, em condutores alocados quantidade de calor é proporcional à resistência. Se a quantidade de calor Q denotar _ext. , A força atual I, um tempo de escoamento t, obtemos:

• _{ext Q.} = I ^{2 ·} r @ t,

onde r – a resistência interna da fonte de alimentação.

Em todo o circuito incluindo ambas as partes interna e externa, a quantidade total de calor é realçado, cuja fórmula é:

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

Sabe-se como indicado na resistência física: circuito externo (todos os elementos, excepto a fonte) tem uma resistência de R.

A lei de Ohm para a cadeia completa

Considere que a maioria do trabalho em forças externas fazem a fonte de corrente. Sua magnitude é igual ao produto da carga transportada pelo campo, e fonte de força eletromotriz:

• Q · E = I ² · (R + R) · t.

percebendo que a carga é igual ao produto da força atual no momento de sua ocorrência, temos:

• E = I · (r + R).

De acordo com as relações de causa e efeito a lei de Ohm é dada por:

• I = E: (r + R).

A intensidade de corrente no circuito fechado EMF é directamente proporcional à fonte de alimentação e inversamente proporcional a (total) a resistência do circuito global.

Com base neste padrão, é possível determinar a resistência interna ea fonte de corrente.

A capacitância fonte de descarga

As principais características das fontes e podem incluir capacidade de descarga. A quantidade máxima de electricidade obtida quando se opera em certas condições, dependendo da corrente de descarga.

No caso ideal, quando certas aproximações são realizadas, a capacidade de descarga pode ser considerada constante.

Por exemplo, a pilha padrão é de 1,5 V diferença de potencial tem uma capacidade de descarga de 0,5 Ah. Se a corrente de descarga é de 100 mA, então é operado durante 5 horas.

Métodos para carregar baterias

Operação da bateria leva à sua descarga. bateria de recuperação de carga pequenos elementos é realizada com uma corrente cujo valor de energia é inferior a um décimo do contentor da fonte.

Os seguintes métodos de carregamento:

• a utilização de uma corrente constante durante um tempo predeterminado (cerca de 16 horas de 0,1 a capacidade da bateria de corrente);
• diminuindo a corrente de carregamento a um valor pré-determinado a diferença de potencial;
• Use correntes assimétricas;
• aplicação sucessiva de pulsos curtos de carga e descarga, em que o primeiro é maior do que o segundo.

trabalho prático

tarefa proposta: determinar a resistência interna da fonte de corrente e EMF.

Para a sua implementação precisa ser reservado pela fonte de corrente, um amperímetro, voltímetro, rheostat slide, um conjunto de chaves de condutores.

Usando a lei de Ohm para um circuito fechado irá determinar a resistência interna da fonte de corrente. Para fazer isso, você deve saber o valor EMF da resistência rheostat.

Calculado fórmula resistência de corrente na parte exterior da cadeia pode ser determinado a partir da lei de Ohm para subcircuito:

• I = U: R,

onde I – corrente no circuito exterior, é medido por um amperímetro; U – tensão no resistor externo.

Para melhorar a precisão da medição feita por pelo menos 5 vezes. O que ele faz? A medida durante a experiência de tensão, a resistência, a corrente (mais precisamente, de corrente) são utilizados daqui em diante.

Para determinar a fonte de alimentação força eletromotriz, use o fato de que a tensão em seus terminais quando veia aberta quase igual ao EMF.

Colocando uma cadeia de baterias ligadas em série, resistências, chave amperímetro. Os terminais da fonte de corrente conectar um voltímetro. Seccionador, retire o seu testemunho.

A resistência interna, que é derivado de fórmula lei de Ohm para o total do circuito, definir cálculos matemáticos:

• I = E: (r + R).
• r = E: I – U: I.

As medições mostram que a resistência interna é consideravelmente menor do que o exterior.

A função prática da bateria e a bateria tem uma ampla aplicação. segurança ecológica inegável de motores elétricos pode haver dúvida, mas para criar uma bateria espaçoso e ergonómico – o problema da física moderna. Sua decisão levará a uma nova rodada de desenvolvimento de tecnologia automotiva.

Compacto, leve, baterias de alta capacidade também são essenciais em dispositivos eletrônicos móveis. fornecimento de energia usada em eles estão directamente relacionados com o funcionamento do produto.