Upinzani wa ndani ya umeme. Upinzani - formula

sasa ya umeme katika kondakta hutokea chini ya ushawishi wa umeme shamba sababu kushtakiwa chembe kuja huru katika mwelekeo wa kusafiri. Kujenga chembe ya sasa - tatizo kubwa. Kujenga kifaa kwamba itadumisha tofauti kati uwezo wa mashamba, katika hali hiyo kwa muda mrefu - kazi ambayo imeonekana nguvu ya ubinadamu hadi mwisho wa karne XVIII.

majaribio ya kwanza

majaribio ya kwanza ya "kuokoa umeme" ili kuendeleza utafiti wake na matumizi yalifanywa katika Uholanzi. German Ewald Hermann von Kleist na Mholanzi Pieter van Musschenbroek ambao uliofanywa utafiti wao katika mji wa Leiden, iliyoundwa capacitor kwanza duniani, baadaye inayoitwa "Leyden jar."

Mkusanyiko wa malipo ya umeme tayari uliofanyika kwa msuguano mitambo. Matumizi kutokwa kupitia kondakta inaweza kwa hakika, haki mfupi, ya muda.

ushindi wa akili ya binadamu juu ya vile ephemeral ya kulevya, kama vile umeme, alikuwa mapinduzi.

Kwa bahati mbaya, kutokwa (umeme wa sasa zinazozalishwa capacitor) ilidumu short kwamba kujenga sasa moja kwa moja hakuweza. Aidha, voltage aliyopewa na capacitor hatua kwa hatua itapungua, ambayo majani hakuna nafasi ya kupokea kuendelea ya sasa.

Tulikuwa na kutafuta njia nyingine.

chanzo kwanza

Italia Galvani majaribio na utafiti wa "mnyama umeme" ilikuwa jaribio awali ya kupata chanzo asili ya nguvu katika asili. Kunyongwa miguu ya tayari chura juu ya wavu chuma kulabu chuma, yeye alielezea kujibu tabia ya endings ujasiri.

Hata hivyo, hitimisho Galvani alikanusha mwingine Kiitaliano - Alessandro Volta. Intrigued na uwezekano wa kuzalisha umeme kutoka viumbe wanyama, uliofanywa mfululizo wa majaribio na vyura. Lakini hitimisho mara kinyume kamili ya nadharia yake ya awali.

Volts ni alibainisha kuwa viumbe hai ni tu kiashiria cha kutokwa umeme. Wakati sasa miguu misuli mkataba, kuonyesha tofauti uwezo. chanzo cha shamba umeme akageuka tofauti chuma ya anwani. mbali mbali wako katika idadi ya vipengele kemikali, zaidi ya athari.

sahani ya madini tofauti kuweka karatasi diski mimba na ufumbuzi electrolyte, kujenga muda mrefu required tofauti uwezo. Na hata kama ilikuwa chini (1.1 V), lakini sasa umeme yangeweza kuangaliwa kwa makini kwa muda mrefu. Jambo kuu ni kwamba voltage ilitunzwa mara kwa mara kwa muda mrefu.

Nini kinatokea

Kwa nini katika vyanzo, inayoitwa "kielektrokemikali seli", aitwaye athari hii?

Mbili chuma electrodes kuwekwa katika kizio, majukumu mbalimbali. Moja alitangaza elektroni, na nyingine inapata yao. Mchakato redox majibu inaongoza kwa zaidi ya elektroni katika electrode moja, ambayo inaitwa pole hasi, na kosa la pili, imeonyeshwa kama chanzo terminal chanya.

Katika athari rahisi kabisa galvanic oxidation kiini kutokea katika electrode moja, restorative - kwa upande mwingine. elektroni kufika electrodes kutoka sehemu ya nje ya mzunguko. electrolyte ni kondakta wa sasa ndani ya chanzo ion. upinzani nguvu wakiongozwa na muda wa mchakato.

Shaba-zinki kipengele

kanuni ya uendeshaji wa seli kielektrokemikali ya manufaa kwa kuzingatia mfano wa shaba-zinki hatua galvanic kiini ambayo inakwenda kinyume zinki nishati na sulfate shaba. chanzo hiki cha sahani shaba ni kuwekwa katika ufumbuzi wa sulfate shaba, electrode zinki ni kuzama katika ufumbuzi zinki sulfate. ufumbuzi waligawanywa pedi porous kuepuka kuchanganya, lakini siyo lazima kugusa.

Kama mzunguko imefungwa, safu ya uso zinki oksijeni. Katika mchakato wa mwingiliano na zinki chembe maji akageuka katika ions kuonekana katika ufumbuzi. On electrode, elektroni ni iliyotolewa, ambayo inaweza kuchukua sehemu katika malezi ya sasa.

Kupata juu ya electrode shaba, elektroni ni kushiriki katika majibu ya kupunguza. Kutoka ufumbuzi kwenye safu ya uso wa ions shaba kufika katika mchakato wa kufufua wao ni waongofu katika atomi ya shaba zilizoingia kwenye sahani shaba.

Fupisha kinachoendelea: mchakato wa operesheni ya kiini huambatana na mabadiliko ya elektroni reductant kwa kioksidishaji ya sehemu ya nje ya mlolongo. Reactions kutokea katika electrodes mbili. Ndani chanzo mtiririko ion sasa.

utata wa matumizi

Kimsingi, yoyote ya uwezekano athari redoksi inaweza kutumika katika betri. Lakini vitu uwezo wa kufanya kazi katika dhamana ya mambo ya kiufundi, si sana. Zaidi ya hayo, athari nyingi huhitaji vifaa vya gharama kubwa gharama.

betri za kisasa zina muundo rahisi. electrodes mbili ni kuwekwa katika electrolyte moja kujaza chombo - kesi ya betri. Kama kubuni makala kurahisisha muundo na kupunguza bei ya betri.

Any kiini electrochemical ni uwezo wa kujenga sasa moja kwa moja.

DC upinzani hairuhusu ioni zote wakati huo huo kugeuka juu electrodes, hivyo kitengo kazi kwa muda mrefu. athari za kemikali kuzalisha ions hatimaye terminated kipengele ni kuruhusiwa.

upinzani wa ndani ya umeme ni muhimu.

kidogo ya upinzani

matumizi ya sasa ya umeme, bila shaka, umeleta kisayansi na kiteknolojia kwa ngazi mpya, akampa kuongeza kubwa. Lakini nguvu ya upinzani na mtiririko wa sasa anapata kwa njia ya maendeleo hayo.

Kwa upande mmoja, sasa umeme ina tabia muhimu sana kutumika katika nyumba na Teknolojia, kwa upande mwingine - kuna upinzani mkubwa. Fizikia kama sayansi ya asili anajaribu kuleta usawa, ili kuoanisha hali hii.

upinzani sasa inatokana na mwingiliano wa chembe umeme kushtakiwa kwa dutu ambazo wana kusonga. Tenga utaratibu huu katika hali ya kawaida joto, haiwezekani.

upinzani

upinzani ndani ya chanzo ya sasa na upinzani dhidi ya sehemu ya nje ya mzunguko na kadhaa asili tofauti, lakini kwa usawa katika michakato hii ni bao operesheni kwa kuhamisha malipo.

kazi yenyewe inategemea tu na mali ya chanzo na maudhui yake: sifa ya electrodes na electrolyte, ikiwa ni pamoja na vitengo nje mzunguko, upinzani ambao hutegemea vigezo kijiometri na mali kemikali ya nyenzo. Kwa mfano, upinzani wa waya chuma kuongezeka kwa urefu wake na itapungua na ugani Sectional eneo hilo. Katika kutatua tatizo, jinsi ya kupunguza upinzani wa Fizikia inapendekeza matumizi ya vifaa vya maalumu.

Ajira ya sasa

Kwa mujibu wa sheria ya Joule katika makondakta zilizotengwa kiasi cha joto ni sawia na upinzani. Kama wingi wa joto Q kuashiria _ext. , Nguvu ya sasa mimi, mtiririko huo t, sisi kupata:

• Q _ext. = I ^{2 ·} r · t,

ambapo r - upinzani wa ndani ya umeme.

Katika mzunguko yote ikiwa ni pamoja sehemu ya ndani na ya nje, jumla ya kiasi cha joto ni yalionyesha, formula ambayo ni:

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

Inajulikana kama imeonyeshwa katika fizikia ya upinzani: mzunguko nje (mambo yote isipokuwa chanzo) ina upinzani wa R.

sheria ohm kwa mlolongo kamili

Fikiria kuwa wengi wa kazi katika vikosi vya nje kufanya chanzo sasa. ukubwa wake ni sawa na bidhaa ya malipo ya kufanyika kwa uwanja, na EMF chanzo:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

kutambua kwamba malipo ni sawa na bidhaa ya nguvu ya sasa wakati wa tukio hilo, kuna:

• E = I · (r + R).

Kwa mujibu wa mahusiano kusababisha-na-athari sheria ohm anapewa na:

• I = E: (r + R).

nguvu ya sasa katika imefungwa mzunguko EMF ni moja kwa moja sawia kwenye nishati na inversely sawia na jumla (jumla) mzunguko upinzani.

Kulingana na muundo huu, inawezekana kuamua upinzani wa ndani na chanzo ya sasa.

capacitance kutokwa chanzo

tabia kuu ya vyanzo na ni pamoja na kutokwa uwezo. kiasi cha upeo wa umeme kupatikana wakati wa kufanya kazi chini ya hali fulani, kulingana na utekelezaji wa sasa.

Katika hali bora, wakati approximations fulani hufanywa, uwezo kutokwa inaweza kuchukuliwa mara kwa mara.

Kwa mfano, betri kiwango ni 1.5 V sifa ambayo ina kutokwa uwezo wa 0.5 Ah. Kama kutokwa sasa ni 100 mA, basi ni kazi kwa saa 5.

Mbinu kwa ajili ya kuchaji betri

Operesheni ya betri husababisha kutokwa yao. Recovery betri malipo mambo madogo ni kazi na ya sasa kwa uwezo wa nani thamani ya kitu kumi chini ya moja ya chombo chanzo.

zifuatazo malipo mbinu:

• matumizi ya sasa ya mara kwa mara kwa mara predetermined (16 masaa 0.1 ya sasa ya betri uwezo);
• kupungua sasa malipo kwa thamani predetermined sifa ambayo,
• Matumizi mikondo ya katikati;
• mfululizo matumizi ya kunde mfupi wa malipo na kutekeleza, ambapo ya kwanza ni zaidi kuliko cha pili.

mazoezi ya vitendo

Mapendekezo Kazi: kuamua upinzani wa ndani ya sasa ya chanzo na EMF.

Ajili ya utekelezaji wake haja ya kuwa na akiba na chanzo ya sasa, ammeter, voltmeter, slide rheostat, kuweka muhimu ya makondakta.

Kwa kutumia sheria ohm kwa mzunguko kufungwa itaonyesha upinzani ndani ya chanzo ya sasa. Ili kufanya hivyo, lazima kujua EMF thamani ya upinzani rheostat.

Mahesabu ya sasa ya upinzani fomula katika Sehemu ya nje ya mlolongo inaweza kubuniwa kutokana Law ohm kwa subcircuit:

• I = U: R,

ambapo mimi - sasa katika mzunguko wa nje, unapimwa kwa ammeter, U - voltage juu ya resistor ya nje.

Ili kuboresha usahihi wa kipimo yaliyotolewa na angalau mara 5. Je, ni nini? kipimo wakati wa jaribio voltage, upinzani, sasa (usahihi zaidi, sasa) ni kutumika hapa.

Kuamua EMF chanzo cha umeme, kutumia ukweli kwamba voltage hela vituo yake wakati wazi mshipa karibu sawa na EMF.

Kuweka mlolongo wa betri mfululizo kilichounganishwa, resistors, ammeter muhimu. vituo chanzo sasa kuungana voltmeter. Kujiondoa kubadili, kuondoa ushahidi wake.

upinzani ndani, ambayo formula inayotokana na sheria ohm kwa mzunguko ujumla, kufafanua mahesabu hisabati:

• I = E: (r + R).
• r = E: I - U: I.

Vipimo kuonyesha kwamba upinzani wa ndani ni ndogo mno kuliko nje.

kazi halisi ya betri na betri ina maombi kubwa. Undeniable kimazingira usalama wa motors umeme inaweza kuwa hakuna shaka, lakini kujenga capacious betri, ergonomic - tatizo la fizikia ya kisasa. uamuzi wake itasababisha duru mpya ya maendeleo ya teknolojia ya magari.

Kompakt, lightweight, high-uwezo betri pia ni muhimu katika vyombo vya muziki elektroniki. usambazaji wa nishati inayotumika katika wao ni moja kwa moja kushikamana na uendeshaji wa bidhaa.