Unutarnji otpor je opozicija koju pružaju ćelije i baterije protoku struje. To rezultira proizvodnjom topline. Ohms je jedinica za mjerenje unutrašnjeg otpora.

Postoje različite formule za određivanje unutrašnjeg otpora. Odgovore na sva pitanja možemo pronaći ako nam se pruže podaci. Na primjer, da bismo pronašli unutrašnji otpor koristimo ovu formulu:

e = I (r + R)

U ovoj formuli, e je EMF ili elektromotorna sila koja se mjeri u omima, I je struja koja se mjeri u amperima (A) i R je otpor opterećenja dok je r unutrašnji otpor. Ohm je jedinica mjere za unutrašnji otpor.

Formula koja je prethodno navedena je preuređena u ovom obliku,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V je označena kao razlika potencijala primijenjena na ćeliju, a I predstavlja struju koja teče kroz ćeliju.

Napomena: Elektromotorna sila (emf) je uvijek veća od potencijalne razlike (V) ćelije.

Dakle, poznavanje nekih parametara nas navodi da pronađemo druge. U ovom članku ću se pozabaviti mnogim praktičnim problemima koji će vam pomoći da upoznate upotrebu fizike u našem svakodnevnom životu i načine izračunavanja parametara zajedno sa formulama i opisima. Ostani uz mene do kraja.

U otvorenom krugu, razlika potencijala između baterijeterminala je 2,2 volta. Razlika potencijala se smanjuje na 1,8 volti kada se spoji preko otpora od 5 oma. Šta je zapravo unutrašnji otpor?

Ovo je otvoreni krug. Unutrašnji otpor baterije nema pad napona na njoj u otvorenom krugu. Kada se formira zatvoreno kolo, struja teče kroz unutrašnji otpor, uzrokujući pad napona i snižavanje napona na bateriji.

U ovom slučaju, morate identificirati unutrašnji otpor. Mjerite napon u krugu dok se otvara i zatvara, kao i otpor opterećenja. Da bismo riješili ovaj problem, prvo moramo prikupiti podatke koji su dati u izjavi, a zatim predvidjeti šta treba izračunati.

Podaci: Potencijalna razlika V = 2,2 volta, opterećenje otpor Otpor= 5 ohma, pad potencijalne razlike je 1,8 volti,

Pronađi unutrašnji otpor.

Da bismo to pronašli, moramo riješiti sljedeće korake.

Prvo , trebamo pronaći struju opterećenja kao ,

I = V/R tako, 1.8/5 = 0.36A

Onda, nađi pad napona od unutrašnji otpor baterije:

2.2V-1.8V=0.4V

Dakle, znajući struju i napon unutrašnjeg otpora:

R=V/I, 0,4/0,36 daje 1,1 oma

Zbog toga je unutarnji otpor 1,1 oma.

U otvorenom kolu, razlika potencijala između terminala ćelije je 2,2 volta. Terminalpotencijalna razlika je 1,8 volti sa otporom od 5 oma preko terminala ćelije. Koliki će biti unutrašnji otpor ćelije?

Ovo je jednostavno pitanje o dva otpornika povezana u seriju preko izvora od 2,2 V, od kojih je jedan 5 oma. Dakle, pitanje je, koji je drugi otpor u kombinaciji serije, unutrašnji otpor baterije?

Ovo je nevjerovatno jednostavno. Prvo, nacrtajte ćeliju od 2,2 volta, zatim R (unutarnji otpornik), vanjski otpornik od 5 oma i na kraju se vratite na izvor.

Na 5 oma, dolazi do pada od 1,8 volti .

Šta je zapravo unutrašnji otpornik ako je struja koja teče kroz njega I = 1,8/5 ampera = 0,36 A?

Hajde da ga pogledamo,

R = E / I, dakle (2,2 – 1,8)V / 0,36A

= 0,4 / 0,36 i to je 1,111 oma

Ovdje je unutrašnji otpor 1,11 oma.

Postoje alternativni načini za rješavanje ovog pitanja, kao što su:

Kada je ćelija spojena na 5 ohma , struja koja teče kroz kolo je I = 2,2/(5+r) A. Gdje je r unutrašnji otpor ćelije. Pad-in napon na otporu od 5 oma je

5×2,2/(5+r)=2,2–1,8 i

11=2+0,4r ,

tako r=9/.4 ohm.

Zatvoreni krug pruža struju i vodljivost

Treći i najprecizniji način rješavanje ovoga je,

• Pad napona na unutrašnjem otporu jednak je 2,2 –1,8 = 0,4 V.

Struja kroz otpor od 5 oma=1,85=0,36A

Kada su dva otpora povezana u seriju, teći će ista struja kroz njih.

IR=0.40.36=1.11Ω

Mislim da sada znate kako izračunati unutrašnji otpor baterija.

Razmotrite dvije sijalice, jedna od 50 W, a druga od 75 W, obje na 120 V. Koja je najotpornija? Koja sijalica ima najveću struju?

Struja mora biti veća da bi radila većom snagom na istom naponu. Budući da je struja obrnuto proporcionalna otporu, sijalica veće snage ima manji otpor.

Gledajući jednadžbu koja povezuje struju snage i otpor, može se doći do istog zaključka:

P=U2/R

Prilikom mjerenja otpora sijalice sa žarnom niti, morate biti oprezni: on će se značajno promijeniti kada je nit hladna u odnosu na kada je vruća. Kada je sijalica sa žarnom niti hladna, skoro potpuno se gasi u poređenju sa vrućom.

Što je manji otpor, to je veća potrošnja energije (za jednak napon). Zbog nižeg otpora, više struje može teći za isti električni pritisak (napon)

Upotreba formule Snaga = V2 / R

Za sijalicu od 50W , R=V2/P = 1202/50 = 288 oma.

I=P/V = 50/120 = 0,417 ampera troši sijalica od 50 vati.

Za75w sijalica, R=V2/P = 1202 / 75 = 192 oma.

I=P/V = 75/120 = 0,625 ampera troši sijalica od 75 vati.

otpor sijalice od 50w je najveći.

Najsnažniju nosi sijalica od 75w.

Einsteinova jednadžba je glavna inovacija fizike

Akumulator od 12 volti spojen je na opterećenje od 10 oma. Izvučena struja je bila 1,18 ampera. Koliki je bio unutrašnji otpor baterije?

Za početak, morate pretpostaviti da je napon baterije ili EMF tačno 12V. Sada možete riješiti unutrašnji otpor koristeći Ohmov zakon.

Rukupno = 12 V / 1,18 A = 10,17 oma Rukupno = V/I = 12 V / 1,18 A = 10,17 oma

Ukupno – Ropterećenje = 10,17 ohma – 10 ohma = 0,017 oma

Snaga koju rasipa poznato otporno opterećenje povezano na poznatu potencijalnu razliku može se izračunati prema... Za jedan minut, baterija od 10 V daje otporno opterećenje od 10 oma. Šta je to tačno? Baterija od 24 volta ima unutrašnji otpor od 1 ohma u prikazanom kolu, a ampermetar pokazuje struju od 12 A.

Ili, možete to učiniti na ovaj način

Odgovor na ovo pitanje se može naći direktno u Ohmovom zakonu.

Prema Ohmovom zakonu, napon, otpor i struja u serijski spojenom kolu mogu se izračunati.

V=I⋅R

gdje V označava napon, I označava struju, a R označava otpor

Također znamo da možemo izračunati ukupan otpor u nizu-spojeno kolo jednostavnim sabiranjem svih oma koje pronađemo na putu. U ovom slučaju imamo vanjski otpor (označen R) i unutrašnji otpor baterije (koji ćemo označiti r).

Zato što sada znamo napon (12V), struju (1.18A), i vanjskog otpora (10), možemo riješiti sljedeću jednačinu:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI− R

Zamjena realnih brojeva za naše varijable:

r=121,18−10≈0,1695Ω

Pogledajte video o osnovnoj elektricitetu i njegovim elementima

Potencijalna razlika terminala baterije je 12 volti kada je spojena na vanjski otpor od 20 ohma i 13,5 volti kada je spojena na vanjski otpor od 45 oma. Koliki su emf baterije i unutrašnji otpor?

Neka je E EMF baterije, a R unutrašnji otpor baterije, tada je za 20 oma struja 12/20= 0,6 A, a za 45 oma struja je 13.5/45= 0.3A, tako da je prvi uslov 0.6R+12=E a drugi uslov 0.3R+13.5=E, tako da je R= 5 oma i E= 15v.

E= 15 V

r=5 Ohm

Evo kako to možete učiniti:

Odredite struju za svaki krug,

I1=0,6[A ] i I2=0 .3[A]

Napišite jednačinu za svako kolo koristeći jednadžbu U=E-I*r. Postojaće dvije jednadžbe i dvije varijable.

Izračunajte E.

Da biste pronašli r, vratite riješenu vrijednost za E u bilo koju jednačinu.

Fizika je sve oelektrični krugovi

Kada je struja 1,5A, PD baterije je 10V, a kada je struja 2,5A, PD je 8V. Koliki je unutrašnji otpor baterije?

Prema opisu problema,

Vbat – Ix Ri = Pd

i pretpostavlja se da je

10 = Vbat – 1.5*Ri (jednadžba 1)

i

8 = Vbat – 2.5*Ri (jednadžba 2)

Imamo dvije linearne algebarske jednadžbe prvog reda sa dva nepoznate veličine, koje možemo prilično lako riješiti zamjenom. Jednačina 1 je preuređena tako da dobije

Vbat = 10 pomnoženo sa 1,5*Ri

i uključivanjem u jednačinu 2 dobije se

8 = (10 + 1,5 Ri) minus 2,5 Ri

Dakle

8 + (1,5–2,5) = 10

Dakle, da bismo odredili Ri,

-2 je jednako - Ri

koja rezultira Ri = 2 oma

Pogledajte video o tome kako saznati unutrašnji otpor i emf ćelije

Što je razlika između vata i volta?

Volt je jedinica potencijalne energije . Pokazuje koliko energije jedinica struje može pružiti dok je amper jedinica za mjerenje struje. Govori nam o broju elektrona koji teče u sekundi.

Vat je jedinica za napajanje koja vam govori koliko energije se koristi u jedinici vremena. Jedan vat je količina snage koju obezbjeđuje napajanje od jednog volta kada teče jedan amper struje: 1 V 1 A jednako je 1 W

Da biste izračunali količinu utrošene energije, pomnožite vatove s vremenom. Kilovat-sat (kWh) je astandardna jedinica energije koja je 1000 puta veća od količine energije koja se troši kada se jedan vat snage koristi za jedan sat.

Mislim da ste prilično upoznati sa vatom i voltima, i njihovim razlikama.

Ovdje je tabela koja prikazuje standardne električne jedinice mjerenja zajedno sa njihovim simbolima

Standardne međunarodne jedinice za mjerenje vrijednosti električne struje

Završne misli

Unutarnji otpor je otpor protoku struja koja se obezbeđuje kroz ćelije i baterije. Ovaj otpor takođe dovodi do stvaranja toplote. Razni parametri odelektrična struja nam pomaže da pronađemo druge nepoznate parametre.

Različiti problemi u praksi dovode nas do boljeg razumijevanja ovih parametara. Različiti problemi su ranije obrađeni koji su nam pomogli da pronađemo elektromotorne sile (emf), unutrašnji otpor i struju.

Fizika nije samo razumijevanje; to je nauka o fizičkim parametrima našeg svakodnevnog života. Takođe uključuje struju, provodljivost i razne zakone fizike.

Sve što trebate znati je vježbati ove probleme i zapamtiti formule da biste prošli kroz ispite i sve numeričke probleme s kojima se susrećete u životu.