Innenwiderstand der Stromquelle. Widerstand - Formel

Datum:

2018-09-06 00:10:20

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Der elektrische Strom im Leiter entsteht unter dem Einfluss des elektrischen Feldes, zwingt freie geladene Teilchen kommen in gerichtete Bewegung. Erstellen eines Stroms von Teilchen – ein ernstes Problem. Ein solches Gerät bauen, unterstützt die Potentialdifferenz Felder längere Zeit in einem Zustand – eine Aufgabe, deren Lösung war unter der Kraft der Menschheit nur bis zum Ende des XVIII Jahrhundert.

Formel Widerstand Strom

Der Erste Versuch

Die Ersten versuche „sparen Strom» für die weitere Forschung und den Einsatz in den Niederlanden unternommen wurden. Der Deutsche Ewald Jürgen hintergrund der EG Kleist und der Niederländer Pieter Van Мушенбрук, die Ihre Forschung in der Stadt leiden, haben die weltweit erste Kondensator, später genannt „der Leidener Flasche”.

Die Ansammlung von elektrischer Ladung schon fand unter der Wirkung der mechanischen Reibung. Verwenden Entladung über den Explorer war es möglich, für einen gewissen, relativ kurzen, Zeitraum.

Der Sieg des menschlichen Geistes über solche Ephemere Substanz, wie Strom, war Revolutionär.

Leider Entladung (elektrischer Strom erstellt Kondensator) dauerte so kurz, dass eine Konstantstrom konnte. Darüber hinaus, Spannung, Kondensator gegebene, allmählich verringert, dass lässt keine Gelegenheit erhalten Dauerstrom.

Wir mussten eine andere Methode.

Die Erste Quelle

Innenwiderstand der Stromquelle

Die Experimente der Italiener Galvani zur Erforschung der „tierischen Elektrizität“ waren die ursprünglichen Versuch, eine Natürliche Quelle von Spannung in der Natur. Beim Aufhängen der Nähfuß vorbereiteten Frösche auf metallischer Haken an einem eisernen Gitter, zog er die Aufmerksamkeit auf die charakteristische Reaktion der Nervenenden.

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Allerdings sind die Ergebnisse der Galvani widerlegt ein weiterer Italiener - Alessandro Volta. Fasziniert von der Möglichkeit, um Strom aus tierischen Organismen, verbrachte er eine Reihe von Experimenten mit Fröschen. Aber Fazit es war das komplette Gegenteil von dem vorherigen Hypothesen.

Volt darauf zu achten, dass ein lebender Organismus ist nur die Anzeige der elektrischen Entladung. Wenn der Strom die Muskeln der Beine werden reduziert, was auf eine Potentialdifferenz. Die Quelle des elektrischen Feldes war der Kontakt mit unterschiedlichen Metallen. Je weiter voneinander entfernt Sie sind in einer Reihe von chemischen Elementen, desto größer der Effekt.

Die Platten aus unterschiedlichen Metallen, Papier-aufgefüllte Scheiben, in einer Elektrolytlösung, schufen eine lange Zeit die notwendige Potentialdifferenz. Und lassen Sie es gering war (1,1), aber der elektrische Strom war es möglich, lange Zeit zu erkunden. Die Hauptsache ist, dass die Spannung blieb unverändert so lange.

Widerstand Strom

Was Los

Warum in den Quellen, die den Namen „galvanische Elemente“, wird dies die Wirkung?

Zwei Metall-Elektroden, die im Dielektrikum, spielen verschiedene Rollen. Eine Elektronen liefert, der andere nimmt Sie. Der Prozess der Redox-Reaktion führt zur Entstehung von überschüssiger Elektronen auf einer Elektrode, die als Minuspol, und Mangel auf der zweiten, bezeichnen wir es als positiven pol der Quelle.

In den meisten einfachen galvanischen Zellen oxidative Reaktionen treten auf einer Elektrode, Restaurierung – auf der anderen Seite. Die Elektronen kommen an die Elektroden aus dem äußeren Teil des Stromkreises. Der Elektrolyt ist ein Leiter für Strom von Ionen innerhalb der Quelle. Energie Widerstand leitet der Dauer des Prozesses.

Kupfer-Zink-Element

Die Wirkungsweise der galvanischen Elemente interessant zu betrachten am Beispiel von Kupfer-Zink-Zelle, deren Wirkung durch die Energie geht in Zink und Kupfersulfat. In dieser Quelle die Platte aus Kupfer platziert in einer Lösung von Kupfersulfat, Zink-Elektrode, eingetaucht in eine Lösung von Zinksulfat. Die Lösungen getrennt poröse Dichtung zu vermeiden mischen, aber nicht unbedingt berühren.

Wenn die Kette geschlossen ist, die Oberflächenschicht Zink oxidiert. In den Prozess der Interaktion mit der Flüssigkeit Zink-Atome, sich in Ionen, in der Lösung erscheinen. An der Elektrode Elektronen freigesetzt, die Teilnahme an der Bildung des Stromes.

Der Einstieg auf die Kupfer-Elektrode, die Elektronen nehmen an der reduktionsreaktion. Aus der Lösung auf die Deckschicht kommen Kupferionen, in den Prozess der Wiederherstellung verwandeln Sie sich in die Atome des Kupfers, осаждаясь auf Kupferplatte.

Fassen, was geschieht: der Prozess der Arbeit galvanischen Element folgt der übergang von Elektronen Reduktionsmittel zu окислителю auf dem äußeren Teil der Kette. Reaktionen an beiden Elektroden. Innerhalb der Quelle fließt der Ionen-Strom.

Komplexität

Im Prinzip kann jedes der möglichen Redox-Reaktionen kann in den Batterien verwendet werden. Aber die Stoffe, die für den Betrieb in technisch wertvollen Elementen, sind nicht so viel. Darüber hinaus sind viele Reaktionen erfordern Kosten von teuren Substanzen.

Die Modernen Akkus haben eine einfache Struktur. Zwei Elektroden, die in einen Elektrolyten, ein Gefäß füllen ü Batteriefach. Solche Design-Merkmale der Struktur vereinfachen und zu verbilligen Akkus.

Jede galvanische Zelle ist in der Lage, erzeugen Gleichstrom.

Strom Widerstand nicht ermöglicht allen Ionen gleichzeitig zu sein an den Elektroden, so dass das Element lange genug funktioniert. Chemische Reaktion der Bildung von Ionen früher oder später aufhören, Element entladen.

Den Innenwiderstand der Stromquelle ist von großer Bedeutung.

Ein Bisschen über den Widerstand

Die Verwendung von elektrischem Strom, zweifellos hat der wissenschaftlich-technische Fortschritt auf eine neue Stufe, gab ihm einen riesigen Schub. Aber die Kraft des Widerstands Laufe des Stromes wird auf dem Weg einer solchen Entwicklung.

bestimmen Sie den Innenwiderstand der Stromquelle

Einerseits ein elektrischer Strom besitzt wertvolle Eigenschaften, die im Alltag und der Technik, mit der anderen – gibt es einen erheblichen Widerstand. Physik als Wissenschaft über die Natur versucht, eine Balance, in Einklang bringen diese Umstände.

Widerstand Spannung entsteht durch die Wechselwirkung von elektrisch geladenen Teilchen mit Materie, in dem Sie sich bewegen. Verstehen Sie diesen Prozess unter normalen Temperaturverhältnissen nicht möglich.

Widerstand

Den Innenwiderstand der Stromquelle und Widerstand dem äußeren Teil der Kette haben ein wenig andere Natur, aber gleich in diesen Prozessen ist die Kommission von der Arbeit zum verschieben einer Ladung.

Die Arbeit Selbst hängt nur von den Eigenschaften der Quelle und des Inhalts: Eigenschaften der Elektroden und des Elektrolyten, ebenso wie für die Außenteile Stromkreise, dessen Widerstand abhängig von der geometrischen Parameter und der chemischen Eigenschaften des Materials. Zum Beispiel der Widerstand des metallischen Drahtes steigt mit wachsender Länge und verringert sich bei der Erweiterung des Querschnittes. Bei der Lösung der Aufgabe, wie Widerstand zu verringern, Physik empfiehlt die Verwendung von spezialisierten Materialien.

Strom

In übereinstimmung mit dem Gesetz Joule-Lenz in den Leitern zeichnet sich die Wärmemenge proportional zu dem Widerstand. Wenn die Wärmemenge bezeichnen QHerein., Stromstärke I, der Zeit seines Verlaufs t, dann erhalten wir:

  • QHerein. = I2 " R · t,

R ü den Innenwiderstand der Stromquelle.

In der gesamten Schaltung, die sowohl einen internen als auch einen externen Teil, fällt die volle Wärme da ist, die Formel hat die Form:

  • QVolle = I2 " R · t + I2 " R " t = I2 " (r +R) "t,

Bekannt als Widerstand bezeichnet in der Physik: die externe Schaltung (alle Elemente außer der Quelle) hat den Widerstand R.

Das ohmsche Gesetz für die vollständige Kette

Berücksichtigen, dass der Großteil der Arbeit verrichten Drittanbietern Kräfte innerhalb der Stromquelle. Sein Wert ist das Produkt aus der Ladung, dem mobilen Feld und die elektromotorische Kraft Quelle:

  • Q · E = I2 · (r + R) " t.

Die Erkenntnis, dass die Ladung gleich dem Produkt der Stromstärke während seines Verlaufs, die haben:

  • E = I " (r + R).

In übereinstimmung mit prichinno-recherchierende Kommunikationen ohmschen Gesetz hat die Form:

  • I = E : (r + R).

Stromstärke in einem geschlossenen Stromkreis ist direkt proportional der EMK der Stromquelle und Umgekehrt proportional zu der Allgemeinen (vollständigen) Gesamtwiderstand des Schaltkreises.

Aufbauend auf diese Gesetzmäßigkeit identifiziert werden können und den Innenwiderstand der Stromquelle.

Förderleistung der Quelle

Zu den grundlegenden Eigenschaften der Quellen zugeschrieben werden und die bit-Kapazität. Die maximale Menge an Strom, die bei Betrieb unter bestimmten Bedingungen, abhängig von der Stromstärke der Entladung.

Spannung Widerstand Strom

Im Idealfall, wenn die Durchführung bestimmter proximity bit-Kapazität kann als konstant angesehen werden.

Zum Beispiel, Standard-Batterie eine Potentialdifferenz von 1,5 V besitzt mit einer Kapazität von 0,5 bit-A"H. Wenn der Strom 100 MA entladen, läuft dann für 5 Stunden.

Methoden zum aufladen der Batterien

Der Betrieb der Batterien führt zu deren Entladung. Die Wiederherstellung des Akkus aufladen des raumsparenden Elementen erfolgt mit Hilfe eines Stromes, der Wert dessen Stärke nicht größer als ein Zehntel der Kapazität der Quelle.

Widerstand Formel

Stehen Ihnen folgende Methoden zum aufladen:

  • Die Verwendung von Konstanten Strom für eine vorbestimmte Zeit (etwa 16 Stunden Strom 0,1 der Batteriekapazität);
  • Aufladen Pull-down-Strom bis zu einem vorgegebenen Wert Potentialdifferenz;
  • Verwendung von unsymmetrischen strömen;
  • Die konsequente Anwendung von kurzen lade-und Entlade-Impulsen, bei denen die erste größer als die zweite.

Praktische Arbeit

Ermutigt Aufgabe: bestimmen Sie den Innenwiderstand der Stromquelle und der EMK.

Für seine Ausführung brauchen, tanken und eine Stromquelle, Amperemeter, Voltmeter, dimmerfunktion einstellen, Schlüssel, Satz von Leitern.

Die Verwendung des ohmschen Gesetzes für einen geschlossenen Stromkreis bestimmen den Innenwiderstand der Stromquelle. Dazu müssen Sie wissen seine EMK der Widerstandswert des rheostats.

Die Berechnungsformel des Widerstands des Stromes im äußeren Teil der Kette kann bestimmt werden aus des ohmschen Gesetzes für den Sektor der Kette:

  • I = U : R,

Wo I – die Kraft des Stromes im äußeren Teil der Kette, gemessen mit einem Amperemeter Messen; U – die Spannung am äußeren Widerstand.

Um die Genauigkeit zu erhöhen, werden nicht weniger als 5 mal. Wozu braucht man das? Im Experiment gemessenen Spannung, Widerstand, Strom (oder besser gesagt, Stromstärke) weiter verwendet werden.

Um zu bestimmenEMK der Stromquelle, benutzt man die Tatsache, dass die Spannung an seinen Klemmen mit dem offenen Schlüssel praktisch gleich der EMK.

Sammeln eine Kette von in Reihe geschalteten Batterien, Rheostat, Amperemeter, Schlüssel. An die Klemmen der Stromquelle schließen Sie das Voltmeter. Разомкнув Schlüssel, entfernen Sie seine Aussage.

Innenwiderstand, dessen Formel des ohmschen Gesetzes abgeleitet aus für die komplette Kette, mathematischen Berechnungen definieren:

  • I = E : (r + R).
  • R = E : I – U : I.

Messungen zeigen, dass der Innenwiderstand ist wesentlich kleiner als die externe.

Die Praktische Funktion von Akkus und Batterien findet Breite Anwendung. Eine unbestreitbare ökologische Sicherheit von Elektromotoren ist unbestritten, aber eine geräumige, ergonomische Akku – das Problem der modernen Physik. Ihre Entscheidung führt zu einer neuen Runde von der Entwicklung der KFZ-Technik.

Kompakte, leichte, voluminöse Akkus auch dringend erforderlich in mobilen elektronischen Geräten. Menge an Energie, die in Ihnen sind, direkt verbunden mit der Funktionalität der Geräte.


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