Mae gwrthiant mewnol y cyflenwad pŵer. Resistance - y fformiwla

Mae'r cerrynt trydan yn y dargludydd yn digwydd o dan ddylanwad o achosion maes trydanol ronynnau wedi'u gwefru yn dod yn rhydd yn y cyfeiriad teithio. Creu gyfredol gronyn - yn broblem ddifrifol. Er mwyn adeiladu dyfais a fydd yn cynnal y gwahaniaeth rhwng y potensial y cae yn yr un cyflwr am gyfnod hir - tasg a brofodd y pŵer o ddynoliaeth hyd ddiwedd y ganrif XVIII.

Mae'r ymdrechion cyntaf

Mae'r ymdrechion cyntaf i "arbed trydan" i hyrwyddo ei ymchwil a'r defnydd a wnaed yn yr Iseldiroedd. Almaeneg Ewald Jurgen von Kleist a'r Dutchman Pieter van Musschenbroek a gynhaliodd eu hymchwil yn nhref Leiden, a grëwyd cynwysorau cyntaf y byd, a elwir yn ddiweddarach "Leyden jar".

Cronni gwefr drydanol sydd eisoes yn cael ei ddal gan ffrithiant mecanyddol. Defnyddiwch rhyddhau trwy gallai'r arweinydd am rai egwyl, cymharol fyr, amser.

Mae'r fuddugoliaeth o gudd-wybodaeth dynol ar sylwedd byrhoedlog o'r fath, fel trydan, yn chwyldroadol.

Yn anffodus, mae'r rhyddhau (cyfredol cynhwysydd trydan a gynhyrchir) para mor byr sy'n creu cerrynt uniongyrchol yn methu. Yn ogystal, mae'r foltedd a roddwyd gan y cynhwysydd yn gostwng yn raddol, sy'n gadael dim cyfle i dderbyn ar hyn o bryd parhaus.

Roedd rhaid i ni ddod o hyd i ffordd arall.

Y ffynhonnell gyntaf

Eidaleg arbrofion Galvani ar yr astudiaeth o "trydan anifeiliaid" yn ymgais i ddod o hyd gwreiddiol yn ffynhonnell naturiol o rym yn natur. Crog coesau broga parod ar grât haearn metel bachau, tynnodd sylw at yr ymateb nodweddiadol o'r derfynau'r nerfau.

Fodd bynnag, mae'r casgliadau gwrthbrofi'r Galvani arall Eidaleg - Alessandro Volta. Chwilfrydig gan y posibilrwydd o gynhyrchu trydan o organebau anifeiliaid, mae'n cynnal cyfres o arbrofion gyda llyffantod. Ond roedd y casgliad oedd y gwrthwyneb llwyr o'i ddamcaniaethau blaenorol.

Folt Nodir bod organeb byw yn unig yn arwydd o ryddhau trydanol. Pan fydd y contract cyhyrau coesau cyfredol, gan ddangos y gwahaniaeth potensial. Ffynhonnell y maes trydanol troi cyswllt metel annhebyg. Mae'r ymhellach ar wahân eu bod mewn nifer o elfennau cemegol, y mwyaf yw'r effaith.

Mae'r platiau metelau annhebyg gosod disgiau papur trwytho gyda'r ateb electrolyt, gan greu cyfnod hir o gwahaniaeth potensial amser sydd ei angen. A hyd yn oed os oedd yn isel (1.1 V), ond gellid astudio'r cerrynt trydan am amser hir. Y prif beth yw bod y foltedd yn cael ei gadw yn gyson ar yr amod.

Beth sy'n digwydd

Pam yn y ffynonellau, a elwir yn "gelloedd electrocemegol", a elwir yn effaith hon?

Mae dau electrodau metel gosod yn y ynysydd, yn chwarae rolau gwahanol. Mae un yn cyflwyno electronau, y llall yn eu derbyn. adwaith rhydocs proses yn arwain at ormod o electronau mewn un electrod, a elwir polyn negyddol, a'r ail bai, dynodi fel derfynell ffynhonnell cadarnhaol.

Yn yr adweithiau cell galfanig ocsidiad mwyaf syml yn digwydd mewn un electrod, adferol - ar y llaw arall. Mae'r electronau yn cyrraedd yr electrodau o ran allanol y gylched. Mae'r electrolyt yn arweinydd presennol y tu mewn i'r ffynhonnell ion. grym gwrthwynebiad o dan arweiniad gydol y broses.

Elfen Copr-Zinc

Mae'r egwyddor o weithredu o gelloedd electrocemegol o ddiddordeb i ystyried yr enghraifft o copr-sinc gweithredu cell galfanig sy'n mynd yn erbyn sinc ynni a sylffad copr. Mae'r ffynhonnell plât copr yn cael ei rhoi mewn hydoddiant o sylffad copr, electrod sinc yn cael ei drochi mewn toddiant sylffad sinc. Mae'r atebion yn rhanedig pad mandyllog i osgoi cymysgu, ond nid o reidrwydd cyffwrdd.

Os bydd y gylched yn cael ei gau, yr haen wyneb o sinc yn cael ei oxidized. Yn y broses o ryngweithio gyda atomau sinc hylif troi'n ïonau yn ymddangos yn yr ateb. Ar y electrod, electronau yn cael eu rhyddhau, a all gymryd rhan wrth ffurfio ar hyn o bryd.

Cael ar yr electrod copr, mae'r electronau yn cymryd rhan yn yr adwaith lleihau. O'r ateb ar yr haen wyneb o ïonau copr yn cyrraedd yn y broses adennill y maent yn cael eu trosi i atomau o gopr a adneuwyd ar y plât copr.

Crynhowch yr hyn sy'n digwydd: y broses gweithrediad y gell yn dod gyda pontio reductant electron i oxidant o ran allanol y gadwyn. Adweithiau digwydd ar y ddau electrodau. Y tu mewn ffynhonnell llifo ion presennol.

cymhlethdod defnydd

Mewn egwyddor, gall unrhyw un o'r adweithiau rhydocs posibl yn cael ei ddefnyddio mewn batris. Ond mae'r sylweddau sy'n gallu gweithredu yn y gwarantau o elfennau technegol, nid yn gymaint. Ar ben hynny, mae llawer o adweithiau angen costau deunyddiau drud.

batris modern strwythur syml. Mae dau electrodau yn cael eu rhoi mewn un electrolyt llenwi'r llong - achos batri. nodweddion dylunio o'r fath yn symleiddio strwythur a lleihau pris y batris.

Mae unrhyw cell electrocemegol yn gallu creu cerrynt uniongyrchol.

Nid yw DC gwrthiant yn caniatáu holl ïonau ar yr un pryd yn troi ar yr electrodau, felly mae'r uned yn gweithredu am amser hir. Adweithiau cemegol yn cynhyrchu ïonau elfen terfynu yn y pen draw yn cael ei ryddhau.

Mae gwrthiant mewnol y cyflenwad pŵer yn bwysig.

Ychydig Tipyn o ymwrthedd

Mae'r defnydd o cerrynt trydan, yn ddiau, wedi dod â cynnydd gwyddonol a thechnolegol i lefel newydd, rhoddodd iddo hwb enfawr. Ond mae'r cryfder y gwrthwynebiad i lif cerrynt cael yn y ffordd o ddatblygiad o'r fath.

Ar y naill law, mae gan y cerrynt trydanol eiddo gwerthfawr a ddefnyddir yn y cartref a Thechnoleg, ar y llaw arall - mae gwrthwynebiad sylweddol. Ffiseg fel gwyddor natur yn ceisio sicrhau cydbwysedd, i gysoni'r yr amgylchiadau hyn.

gwrthiant presennol yn codi o gydadwaith ronynnau wedi'u gwefru drydanol gyda sylwedd y maent yn symud. Peidiwch â chynnwys y broses hon mewn amodau tymheredd arferol, nid oes modd.

ymwrthedd

Mae'r gwrthiant mewnol ffynhonnell presennol a'r gwrthwynebiad i rannau allanol y gylched wedi sawl natur wahanol, ond yr un mor yn y prosesau hyn yw'r gweithrediad sgorio drwy symud ac am ddim.

Y gwaith ei hun yn dibynnu yn unig ar yr eiddo y ffynhonnell a'i gynnwys: rinweddau o electrodau ac electrolyt, yn ogystal ag i unedau cylched allanol, gwrthiant sy'n dibynnu ar y paramedrau geometrig a nodweddion cemegol y deunydd. Er enghraifft, mae'r gwrthiant y wifren fetel yn cynyddu gyda ei hyd ac yn lleihau gydag estyniad ardal adrannol. Wrth ddatrys y broblem, sut i leihau gwrthiant Ffiseg yn argymell y defnydd o ddeunyddiau arbenigol.

Swyddi presennol

Yn unol â'r gyfraith o Joule mewn dargludyddion ddyrannwyd faint o wres yn gymesur â'r gwrthsafiad. Os bydd y swm y gwres Q dynodi _est. , Cryfder ar hyn o bryd i mi, mae t amser llif, rydym yn cael:

• Q _est. = I ^{2 ·} r · t,

lle mae r - y gwrthiant mewnol y cyflenwad pŵer.

Yn y gylched gyfan, gan gynnwys y ddwy ran mewnol ac allanol, mae'r cyfanswm o wres yn cael ei amlygu, mae'r fformiwla ohonynt yw:

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

Mae'n cael ei adnabod fel dynodir mewn ymwrthedd ffiseg: gylched allanol (pob elfen ar wahân i'r ffynhonnell) mae gwrthiant R.

cyfraith Ohm ar gyfer y gadwyn cyflawn

Ystyriwch bod y rhan fwyaf o'r gwaith yn heddluoedd y tu allan yn gwneud y ffynhonnell gyfredol. Mae ei maint yn hafal i gynnyrch y tâl a gynhaliwyd gan y maes, a ffynhonnell grym electromotif:

• q · E = I ² · (R + R) · t.

sylweddoli bod tâl yn hafal i gynnyrch o gryfder cyfredol ar adeg ei digwydd, rydym wedi:

• E = Rwy'n · (r + R).

Yn unol â'r berthynas achos-ac-effaith cyfraith Ohm cael ei roi gan:

• I = E: (r + R).

Mae cryfder presennol yn y EMF cylch cyfyng mewn cyfrannedd union â'r ffynhonnell pŵer ac mewn cyfrannedd gwrthdro i (cyfanswm) gwrthiant cylched cyffredinol.

Yn seiliedig ar y patrwm hwn, mae'n bosibl i benderfynu ar y gwrthiant mewnol a'r ffynhonnell gyfredol.

Mae'r cynhwysiant ffynhonnell rhyddhau

Efallai y bydd y prif nodweddion o ffynonellau ac maent yn cynnwys capasiti rhyddhau. Mae swm uchaf o drydan a gafwyd wrth weithredu o dan amodau penodol, yn dibynnu ar y gollyngiad presennol.

Yn yr achos delfrydol, pan fydd rhai brasamcanion yn cael eu perfformio, y gallu rhyddhau gellir ystyried gyson.

Er enghraifft, y batri safonol yw 1.5 V gwahaniaeth potensial ganddi gapasiti cyflawni 0.5 Ah. Os bydd y gollyngiad presennol yw 100 mA, yna mae'n gweithredu am 5 awr.

Dulliau ar gyfer batris codi tâl

Gweithrediad y batri yn arwain at eu rhyddhau. batri Adferiad codi tâl elfennau bach yn cael ei berfformio gyda gyfredol y mae eu gwerth pŵer yn llai nag un rhan o ddeg o'r cynhwysydd ffynhonnell.

Mae'r dulliau codi tâl canlynol:

• y defnydd o cerrynt cyson am amser a bennwyd ymlaen llaw (tua 16 awr 0.1 gallu batri bresennol);
• gostwng y presennol codi tâl i werth a bennwyd ymlaen llaw i'r gwahaniaeth potensial;
• Defnyddiwch cerrynt anghymesur;
• Cais olynol o gorbys byr o godi tâl a rhyddhau, lle y cyntaf yn fwy na'r ail.

gwaith ymarferol

Tasg Arfaethedig: penderfynu ar y gwrthiant mewnol y presennol ffynhonnell a'r EMF.

Ar gyfer ei weithredu mae angen ei gadw gan y ffynhonnell presennol, amedr, foltmedr, rheostat sleidiau, set allweddol o ddargludyddion.

Gan ddefnyddio cyfraith Ohm gyfer cylch cyfyng yn pennu'r gwrthiant mewnol y ffynhonnell gyfredol. I wneud hyn, rhaid i chi wybod y gwerth EMF y gwrthiant rheostat.

Gall fformiwla gwrthiant cyfredol wedi'i gyfrifo yn y rhan allanol y gadwyn yn cael ei benderfynu gan y Gyfraith Ohm am subcircuit:

• I = U: R,

lle rwy'n - ar hyn o bryd yn y cylched allanol, yn cael ei fesur gan amedr; U - foltedd ar y gwrthydd allanol.

Er mwyn gwella cywirdeb mesuriadau a wnaed gan o leiaf 5 gwaith. Beth mae'n ei wneud? Mae'r mesur yn ystod y foltedd arbrawf, gwrthiant, ar hyn o bryd (yn fwy penodol, ar hyn o bryd) yn cael eu defnyddio o hyn ymlaen.

Er mwyn penderfynu ar y ffynhonnell pŵer grym electromotif, defnyddiwch y ffaith bod y foltedd ar draws ei derfynellau pan wythïen agored bron yn gyfartal i'r EMF.

Rhoi cadwyn o fatris gysylltiedig-gyfres, gwrthyddion, allwedd amedr. Mae'r terfynellau y ffynhonnell gyfredol cysylltu foltmedr. Datgysylltu newid, tynnu ei dystiolaeth.

Mae'r gwrthiant mewnol, a fformiwla yn deillio o gyfraith Ohm ar gyfer cyfanswm y gylchdaith, diffinio cyfrifiadau mathemategol:

• I = E: (r + R).
• r = E: I - U: I.

Mesuriadau yn dangos bod y gwrthiant mewnol yn sylweddol llai na'r allanol.

Mae swyddogaeth ymarferol y batri a'r batri mae cais eang. Gall diogelwch ecolegol diamheuol o moduron trydan fod unrhyw amheuaeth, ond i greu batri capacious, ergonomig - y broblem o ffiseg modern. Bydd ei benderfyniad yn arwain at rownd newydd o ddatblygiad technoleg modurol.

Compact ysgafn, batris, uchel-capasiti hefyd yn hanfodol mewn dyfeisiau electronig symudol. cyflenwad o ynni a ddefnyddir ynddynt yn gysylltiedig yn uniongyrchol â gweithrediad y cynnyrch.