Вътрешното съпротивление е съпротивлението, което клетките и батериите оказват на протичането на тока. То води до отделяне на топлина. Омове е единица за измерване на вътрешното съпротивление.

Съществуват различни формули за определяне на вътрешното съпротивление. Можем да намерим отговор на всеки въпрос, ако ни бъдат предоставени данните. Например, за да намерим вътрешното съпротивление, използваме тази формула:

e = I (r + R)

В тази формула e е ЕМП или електродвижещата сила, която се измерва в омове, I е токът, който се измерва в ампери (A), а R е съпротивлението на товара. r е вътрешно съпротивление. Ом е единицата за измерване на вътрешното съпротивление.

Представената преди това формула се пренарежда в този вид,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V се обозначава като потенциалната разлика, приложена върху клетката, а I представлява токът, протичащ през клетката.

Забележка: Електромоторната сила (ЕМС) винаги е по-голяма от потенциалната разлика (V) на клетката.

По този начин, знаейки някои от параметрите ни водят до намиране на други. Аз ще b разглеждане на много практически задачи в тази статия, които ще ви помогнат да знаете използването на физиката в ежедневието ни, и начините за изчисляване на параметрите заедно с формули и описания. Просто останете с мен до края.

При отворена верига потенциалната разлика между клемите на батерията е 2,2 V. Потенциалната разлика се намалява до 1,8 V, когато тя се свърже през съпротивление от 5 ома. Какво точно е вътрешното съпротивление?

Това е отворена верига. При отворена верига вътрешното съпротивление на акумулатора няма спад на напрежението върху него. Когато се образува затворена верига, токът протича през вътрешното съпротивление, предизвиквайки спад на напрежението и понижавайки напрежението върху акумулатора.

В този случай трябва да определите вътрешното съпротивление. Измервате напрежението във веригата при отварянето и затварянето ѝ, както и съпротивлението на товара. За да решим тази задача, първо трябва да съберем данните, които са предоставени в изложението, и след това да предвидим какво трябва да се изчисли.

Данни: Потенциална разлика V = 2,2 волта , съпротивление на товара = 5 ома, падът на потенциалната разлика е 1,8 волта,

Намерете вътрешното съпротивление.

За да разберем това, трябва да решим следните задачи.

Първо, трябва да намерим тока на товара като ,

I = V/R, така че 1,8/5 = 0,36A

След това, Намерете падането на напрежението на вътрешното съпротивление на батерията:

2,2V-1,8V=0,4V

Така че, като знаем тока и напрежението на вътрешното съпротивление :

R=V/I, 0,4/0,36 дава 1,1 ома

Следователно вътрешното съпротивление е 1,1 ома.

При отворена верига потенциалната разлика между клемите на една клетка е 2,2 V. Потенциалната разлика на клемите е 1,8 V при съпротивление 5 Om през клемите на клетката. Какво ще бъде вътрешното съпротивление на клетката?

Това е прост въпрос за два последователно свързани резистора през източник на напрежение 2,2 V, единият от които е 5 ома. Въпросът е какво е другото съпротивление в последователната комбинация - вътрешното съпротивление на батерията?

Това е изключително просто. Първо, нарисувайте 2,2-волтова клетка, след това R (вътрешен резистор), 5-омов външен резистор и накрая се върнете към източника.

През 5 ома се наблюдава спад от 1,8 волта.

Какъв точно е вътрешният резистор, ако токът, който протича през него, е I = 1,8/5 ампера = 0,36 А?

Нека го разгледаме,

R = E / I, следователно (2,2 - 1,8)V / 0,36A

= 0,4 / 0,36 и е равен на 1,111 ома

Тук вътрешното съпротивление е 1,11 ома.

Съществуват алтернативни начини за решаване на този въпрос, като например:

Когато клетката е свързана към 5 ома , токът, протичащ през веригата, е I = 2,2/(5+r) A. Където r е вътрешното съпротивление на клетката. 5 ома е

5×2,2/(5+r)=2,2-1,8 и

11=2+0.4r,

така че r=9/.4 ома.

Затворената верига осигурява ток и проводимост

Третият и най-точен начин за решаване на проблема е,

• Падът на напрежение върху вътрешното съпротивление е равен на 2,2 - 1,8 = 0,4 V.

Ток през съпротивлението 5 ома=1.85=0.36A

Когато две съпротивления са свързани последователно, през тях ще протича един и същ ток.

IR=0.40.36=1.11Ω

Мисля, че вече знаете как да изчислите вътрешното съпротивление на батериите.

Да разгледаме две електрически крушки, едната с мощност 50 W, а другата - 75 W, и двете с напрежение 120 V. Коя крушка е най-устойчива? Коя крушка има най-голям ток?

Токът трябва да е по-голям, за да работи с по-голяма мощност при същото напрежение. Тъй като токът е обратно пропорционален на съпротивлението, крушка с по-голяма мощност има по-малко съпротивление.

Като разгледаме уравнението, което свързва тока и съпротивлението, можем да стигнем до същото заключение:

P=U2/R

Когато се измерва съпротивлението на крушка с нажежаема жичка, трябва да се внимава: то се променя значително, когато нажежаемата жичка е студена, в сравнение с горещата. Когато крушката с нажежаема жичка е студена, тя почти напълно се изключва, в сравнение с горещата.

Колкото по-ниско е съпротивлението, толкова по-висока е консумацията на енергия (при еднакво напрежение). Поради по-ниското съпротивление може да протича по-голям ток при едно и също електрическо налягане (напрежение).

Използване на формулата Мощност = V2 / R

За 50W крушка R=V2/P = 1202/50 = 288 ома.

I=P/V = 50/120 = 0,417 ампера се консумира от 50-ватова крушка.

За крушка с мощност 75 W R=V2/P = 1202 / 75 = 192 ома.

I=P/V = 75/120 = 0,625 ампера се консумира от 75-ватова крушка.

Съпротивлението на 50-ватовата крушка е най-голямо.

Най-голям ток протича през 75-ватовата крушка.

Уравнението на Айнщайн е основната иновация във физиката

12-волтова батерия е свързана към товар от 10 ома. Изтегленият ток е 1,18 А. Какво е вътрешното съпротивление на батерията?

За начало трябва да приемете, че напрежението или ЕМП на батерията е точно 12 V. Сега можете да решите въпроса за вътрешното съпротивление, като използвате закона на Ом.

Rtotal = 12 V / 1,18 A = 10,17 ома Rtotal = V/I = 12 V / 1,18 A = 10,17 ома

Общо - Rload = 10,17 ома - 10 ома = 0,017 ома

Мощността, разсеяна от товар с известно съпротивление, свързан през известна потенциална разлика, може да се изчисли чрез... В продължение на една минута батерия с напрежение 10 V осигурява товар със съпротивление 10 ома. Какво точно е то? В показаната схема батерия с напрежение 24 V има вътрешно съпротивление 1 ом, а амперметърът показва ток 12 А.

Или можете да го направите по следния начин

Отговорът на този въпрос може да бъде намерен директно в закона на Ом.

Съгласно закона на Ом могат да се изчислят напрежението, съпротивлението и токът в последователно свързана верига.

V=I⋅R

където V означава напрежение, I - ток, а R - съпротивление

Знаем също, че можем да изчислим общото съпротивление в последователно свързана верига, като просто съберем всички омове, които открием по пътя. В този случай имаме външното съпротивление (означено като R) и вътрешното съпротивление на батерията (което ще означим като r).

Тъй като вече знаем напрежението (12 V), тока (1,18 А) и външното съпротивление (10), можем да решим следното уравнение:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Заместване на променливите с реални числа:

r=121,18-10≈0,1695Ω

Вижте видеоклипа за електричеството и неговите елементи

Потенциалната разлика на изводите на батерия е 12 волта, когато е свързана с външно съпротивление от 20 ома, и 13,5 волта, когато е свързана с външно съпротивление от 45 ома. Какви са напрежението и вътрешното съпротивление на батерията?

Нека E е ЕМП на батерията, а R е вътрешното съпротивление на батерията, тогава за 20 ома токът е 12/20= 0,6А, а за 45 ома токът е 13,5/45= 0,3А, така че първото условие 0,6R+12=E и второто условие 0,3R+13,5=E, така че решаваме R= 5 ома и E= 15v.

E=15 V

r=5 Ohm

Ето как можете да го направите:

Определете тока за всяка верига,

I1=0,6 [A] и I2=0,3 [A]

Напишете уравнение за всяка верига, като използвате уравнението U=E-I*r. Ще има две уравнения и две променливи.

Изчислете E.

За да намерите r, вкарайте решената стойност за E обратно в двете уравнения.

Физиката е свързана с електрическите вериги

Когато токът е 1,5 А, PD на батерията е 10 V, а когато токът е 2,5 А, PD е 8 V. Какво е вътрешното съпротивление на батерията?

Според формулировката на проблема,

Vbat - Ix Ri = Pd

и се предполага, че

10 = Vbat - 1,5*Ri (уравнение 1)

и

8 = Vbat - 2,5*Ri (уравнение 2)

Имаме две линейни алгебрични уравнения от първи ред с две неизвестни величини, които можем да решим доста лесно чрез заместване. Уравнение 1 се пренарежда, за да се получи

Vbat = 10, умножено по 1,5*Ri

и като го включим в уравнение 2, получаваме

8 = (10 + 1.5 Ri) минус 2,5 Ri

Следователно

8 + (1.5-2.5) = 10

И така, за да определите Ri,

-2 е равно на -Ri

в резултат на което Ri = 2 ома

Вижте видеоклипа за определяне на вътрешното съпротивление и ел. напрежението на една клетка

Каква е разликата между ват и волт?

Волт е единица за потенциална енергия . Той показва колко енергия може да осигури единица ток. докато амперът е единица за измерване на тока. Той ни показва броя на електроните, които протичат за секунда.

Един ват е единица за мощност, която показва колко енергия се използва за единица време. Един ват е количеството енергия, което се осигурява от едноволтов източник при протичане на един ампер ток: 1 V 1 A е равно на 1 W

За да изчислите количеството използвана енергия, умножете ватовете по времето. Киловатчасът (kWh) е стандартна единица за енергия, която е 1000 пъти по-голяма от количеството енергия, консумирано при използването на един ват енергия в продължение на един час.

Мисля, че сте добре запознати с вата и волта и техните разлики.

Ето една таблица, показваща стандартните електрически единици за измерване заедно с техните символи

Стандартни международни единици за измерване на стойности на електрическия ток

Заключителни мисли

Вътрешното съпротивление е съпротивлението на потока на тока, който се осигурява през клетките и батериите. Това съпротивление води и до генериране на топлина. Различните параметри на електрическия ток ни помагат да намерим други неизвестни параметри.

Различни задачи от практиката ни водят до по-добро разбиране на тези параметри. По-рано бяха разгледани различни задачи, които ни помогнаха да намерим електродвижещите сили (emf), вътрешното съпротивление и тока.

Физиката не е просто разбиране; тя е наука за физическите параметри на нашето ежедневие. Тя включва също ток, проводимост и различни физични закони.

Всичко, което трябва да знаете, е да упражнявате тези задачи и да запомняте формулите, за да се справите с изпитите и с всички числени проблеми, с които се сблъсквате в живота си.