Cuộc kháng chiến nội bộ của nguồn điện. Kháng - công thức

Dòng điện trong dây dẫn xảy ra dưới ảnh hưởng của một nguyên nhân lĩnh vực điện hạt mang điện đến lỏng lẻo theo hướng du lịch. Tạo một hạt hiện nay - một vấn đề nghiêm trọng. Để xây dựng một thiết bị mà sẽ duy trì sự khác biệt giữa các tiềm năng của lĩnh vực này trong tình trạng tương tự cho một thời gian dài - một nhiệm vụ chứng minh sức mạnh của nhân loại cho đến cuối thế kỷ XVIII.

Những nỗ lực đầu tiên

Những nỗ lực đầu tiên để "tiết kiệm điện" để tiếp tục nghiên cứu và sử dụng của ông đã được thực hiện tại Hà Lan. Đức Ewald von Kleist Jurgen và người Hà Lan Pieter van Musschenbroek người tiến hành nghiên cứu của họ tại thị trấn Leiden, tạo tụ điện đầu tiên trên thế giới, sau này được gọi là "Leyden jar".

Tích tụ điện tích đã được tổ chức bởi ma sát cơ khí. Sử dụng xả thông qua các dây dẫn có thể cho một tương đối ngắn, khoảng thời gian nhất định, thời gian.

Chiến thắng của trí tuệ con người về chất phù du như vậy, chẳng hạn như điện, là cách mạng.

Thật không may, xả (dòng điện sản xuất tụ điện) kéo dài quá ngắn mà tạo ra dòng điện một chiều không thể. Bên cạnh đó, điện áp được đưa ra bởi tụ dần dần giảm đi, mà lá không có cơ hội để nhận được liên tục hiện hành.

Chúng tôi phải tìm cách khác.

Nguồn đầu tiên

thí nghiệm Galvani Ý vào việc nghiên cứu "điện động vật" là một nỗ lực ban đầu để tìm một nguồn tự nhiên của sức mạnh trong tự nhiên. Treo chân ếch chuẩn bị trên grate kim loại móc sắt, ông đã thu hút sự chú ý đến phản ứng đặc trưng của các dây thần kinh.

Tuy nhiên, kết luận Galvani phản bác khác Ý - Alessandro Volta. Bị hấp dẫn bởi khả năng sản xuất điện từ cơ thể động vật, nó đã tiến hành một loạt các thí nghiệm với những con ếch. Nhưng kết luận là hoàn toàn trái ngược của các giả thuyết trước đây của ông.

Volts lưu ý rằng một cơ thể sống chỉ là một chỉ số về xả điện. Khi dòng điện đồng chân cơ bắp, cho thấy sự khác biệt tiềm năng. Nguồn gốc của điện trường quay tiếp xúc kim loại khác nhau. Các xa hơn họ đang ở trong một số nguyên tố hóa học, càng có hiệu lực thi hành.

Các tấm kim loại khác nhau đặt đĩa giấy ngâm tẩm với các giải pháp điện phân, tạo ra một thời gian dài của thời gian cần thiết khác biệt tiềm năng. Và thậm chí nếu nó là thấp (1,1 V), nhưng dòng điện có thể được nghiên cứu trong một thời gian dài. Điều quan trọng là điện áp được giữ không đổi chừng nào.

Gì đang xảy ra

Tại sao trong nguồn khác nhau, gọi là "tế bào điện hóa", được gọi là hiệu ứng này?

Hai điện cực kim loại đặt trong cách điện, đóng vai trò khác nhau. Một cung cấp electron, người kia nhận được chúng. Phản ứng quá trình oxi hóa khử dẫn đến sự dư thừa của các electron ở một điện cực, được gọi là một cực tiêu cực, và lỗi thứ hai, ký hiệu là một thiết bị đầu cuối nguồn dương.

Trong các phản ứng oxy hóa tế bào mạ đơn giản nhất xảy ra ở một điện cực, phục hồi - mặt khác. Các electron đến các điện cực từ phía bên ngoài của mạch. Chất điện là một nhạc trưởng của dòng điện bên trong nguồn ion. lực lượng kháng do thời gian của quá trình.

yếu tố đồng-kẽm

Nguyên tắc hoạt động của các tế bào điện hóa quan tâm để xem xét các ví dụ về một đồng-kẽm hoạt động tế bào đi ện đó đi ngược lại kẽm năng lượng và đồng sunfat. Nguồn tin này của tấm đồng được đặt trong một dung dịch đồng sunfat, một điện cực kẽm bị ngâm trong một dung dịch kẽm sulfat. Các giải pháp được chia pad xốp để tránh pha trộn, nhưng không nhất thiết phải cảm động.

Nếu mạch được đóng lại, lớp bề mặt của kẽm bị oxy hóa. Trong quá trình tương tác với các nguyên tử kẽm lỏng biến thành ion xuất hiện trong dung dịch. Trên điện, electron được giải phóng, có thể tham gia vào sự hình thành hiện tại.

Bắt trên điện cực đồng, các electron được tham gia vào các phản ứng khử. Từ giải pháp lên lớp bề mặt của các ion đồng đến trong quá trình phục hồi chúng được chuyển đổi thành các nguyên tử của đồng lắng đọng trên tấm đồng.

Tóm tắt những gì đang xảy ra: các quá trình hoạt động của tế bào được đi kèm với chất khử electron chuyển đổi sang oxy hóa của các phần bên ngoài của chuỗi. Phản ứng xảy ra ở hai điện cực. Bên trong nguồn chảy ion hiện tại.

độ phức tạp của việc sử dụng

Về nguyên tắc, bất kỳ phản ứng oxi hóa khử có thể có thể được sử dụng trong pin. Nhưng các chất có khả năng hoạt động trong các chứng khoán của các yếu tố kỹ thuật, không quá nhiều. Hơn nữa, nhiều phản ứng đòi hỏi chi phí vật liệu đắt tiền.

pin hiện đại có một cấu trúc đơn giản. Hai điện cực được đặt trong một điện giải điền tàu - một trường hợp pin. tính năng thiết kế như vậy đơn giản hóa cấu trúc và giảm giá của pin.

Bất kỳ tế bào điện hóa có khả năng để tạo ra một dòng điện một chiều.

kháng DC không cho phép tất cả các ion đồng thời bật các điện cực, do đó các đơn vị hoạt động trong một thời gian dài. phản ứng hóa học tạo ra các ion nguyên tố chấm dứt cuối cùng được thải ra.

Điện trở nội của nguồn điện là rất quan trọng.

Một chút kháng

Việc sử dụng dòng điện, không có nghi ngờ, đã mang lại tiến bộ khoa học và công nghệ lên tầm cao mới, cho ông một sức hút lớn. Nhưng sức mạnh của sự đề kháng với dòng chảy hiện tại được trong cách của một sự phát triển như vậy.

Một mặt, dòng điện có tính chất vô giá được sử dụng trong nhà và Công nghệ, mặt khác - có một sức đề kháng đáng kể. Vật lý là một khoa học của thiên nhiên đang cố gắng để tấn công một sự cân bằng, hài hoà những trường hợp này.

kháng hiện tại phát sinh từ sự tương tác giữa các hạt tích điện với một chất mà họ đang di chuyển. Loại trừ quá trình này trong điều kiện nhiệt độ bình thường, nó là không thể.

điện trở

Cuộc kháng chiến nội bộ hiện tại nguồn và sức đề kháng cho bộ phận bên ngoài của mạch có tính chất khác nhau, nhưng không kém trong các quá trình này là hoạt động ghi bàn bằng cách di chuyển phí.

Bản thân tác phẩm chỉ phụ thuộc vào các tính chất của nguồn và nội dung của nó: chất lượng của điện cực và điện giải, cũng như cho các đơn vị mạch bên ngoài, cuộc kháng chiến trong đó phụ thuộc vào các thông số hình học và tính chất hóa học của vật liệu. Ví dụ, sức đề kháng của dây kim loại tăng theo chiều dài của nó và giảm với diện tích mặt cắt mở rộng. Trong việc giải quyết vấn đề, làm thế nào để giảm sức đề kháng của Vật lý khuyến cáo việc sử dụng các tài liệu chuyên ngành.

Việc hiện tại

Phù hợp với pháp luật của Joule trong dây dẫn phân bổ lượng nhiệt là tỷ lệ thuận với sức đề kháng. Nếu số lượng nhiệt Q biểu _ext. , Sức mạnh hiện tại tôi, một thời gian dòng chảy t, ta có:

• Q _ext. = I ^{2 ·} r · t,

nơi r - điện trở nội của nguồn điện.

Trong toàn bộ mạch bao gồm cả bộ phận bên trong và bên ngoài, tổng lượng nhiệt được đánh dấu, công thức trong số đó là:

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

Nó được gọi là ký hiệu trong kháng vật lý: bên ngoài mạch (tất cả các yếu tố ngoại trừ nguồn) có một sức đề kháng của R.

định luật Ohm cho chuỗi hoàn chỉnh

Hãy xem xét rằng hầu hết các công việc trong lực lượng bên ngoài làm cho các nguồn hiện tại. tầm quan trọng của nó là tương đương với sản phẩm của các phí vận chuyển bằng lĩnh vực này, và nguồn lực điện:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

nhận ra rằng phí là tương đương với sản phẩm của sức mạnh hiện tại thời điểm xảy ra vi phạm, ta có:

• E = I · (r + R).

Phù hợp với các mối quan hệ nguyên nhân và kết quả định luật Ohm được cho bởi:

• I = E: (r + R).

Sức mạnh hiện tại trong EMF mạch kín là tỷ lệ thuận với nguồn điện và tỉ lệ nghịch với tổng thể (tổng cộng) kháng mạch.

Dựa trên mô hình này, người ta có thể xác định kháng nội bộ và các nguồn hiện tại.

Các nguồn xả dung

Các đặc điểm chính của nguồn và có thể bao gồm khả năng xả. Số lượng tối đa sản lượng điện thu được khi hoạt động theo điều kiện nhất định, tùy thuộc vào việc xả hiện hành.

Trong trường hợp lý tưởng, khi xấp xỉ nào đó được thực hiện, khả năng xả có thể được coi không đổi.

Ví dụ, pin tiêu chuẩn là 1,5 V chênh lệch điện thế có công suất xả 0,5 Ah. Nếu việc xả hiện nay là 100 mA, sau đó nó hoạt động trong 5 giờ.

Phương pháp để sạc pin

Hoạt động của pin dẫn đến xả của họ. Phục hồi pin sạc các yếu tố nhỏ được thực hiện với một dòng điện có giá trị điện là ít hơn một phần mười container nguồn.

Các phương pháp sạc sau:

• việc sử dụng một dòng điện không đổi trong một thời gian định trước (khoảng 16 giờ 0.1 dung lượng pin hiện tại);
• giảm sạc hiện tại đến một giá trị xác định trước sự khác biệt tiềm năng;
• Sử dụng dòng không đối xứng;
• ứng dụng liên tiếp xung ngắn nạp và xả, trong đó đầu tiên là lớn hơn thứ hai.

công việc thực tế

nhiệm vụ đề xuất: xác định điện trở nội của nguồn hiện tại và EMF.

Đối với việc thực hiện nó cần phải được bảo vệ bởi các nguồn hiện tại, một ampe kế, vôn kế, trượt biến trở, một bộ chìa khóa của dây dẫn.

Sử dụng định luật Ohm cho một chu trình kín sẽ quyết định kháng nội của nguồn hiện tại. Để làm điều này, bạn phải biết giá trị EMF của cuộc kháng chiến biến trở.

Tính công thức kháng hiện ở phần ngoài của chuỗi có thể được xác định từ Luật Ohm cho subcircuit:

• I = U: R,

nơi tôi - hiện tại trong mạch bên ngoài, được đo bằng một ampe kế; U - điện áp trên điện trở bên ngoài.

Để cải thiện tính chính xác của phép đo được thực hiện ít nhất 5 lần. Nó có tác dụng gì? Các đo trong điện áp thử nghiệm, sức đề kháng, hiện tại (chính xác hơn, hiện tại) được sử dụng sau đây.

Để xác định nguồn lực sức mạnh điện động, sử dụng thực tế là điện áp trên thiết bị đầu cuối của nó khi tĩnh mạch mở gần như tương đương với EMF.

Đưa một chuỗi các pin loạt kết nối, điện trở, phím ampe kế. Các thiết bị đầu cuối của nguồn hiện kết nối một vôn kế. Ngắt kết nối chuyển đổi, loại bỏ lời khai của ông.

Cuộc kháng chiến nội bộ, mà công thức có nguồn gốc từ định luật Ohm cho toàn bộ mạch, xác định các tính toán toán học:

• I = E: (r + R).
• r = E: I - U: I.

Đo cho thấy kháng nội bộ là nhỏ hơn đáng kể hơn so với bên ngoài.

Chức năng thực tế của pin và ắc quy có một ứng dụng rộng rãi. an toàn sinh thái không thể phủ nhận động cơ điện có thể không có nghi ngờ, nhưng để tạo ra một pin dung lượng, ergonomic - vấn đề của vật lý hiện đại. quyết định của mình sẽ dẫn đến một vòng mới của sự phát triển của công nghệ ô tô.

Nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ, pin dung lượng cao cũng là rất cần thiết trong các thiết bị điện tử di động. cung cấp năng lượng sử dụng trong chúng được kết nối trực tiếp với những hoạt động của sản phẩm.