Den indre modstand er den modstand, som cellerne og batterierne yder strømmen, og som resulterer i varmeudvikling. Ohms er en enhed til måling af den indre modstand.

Der findes forskellige formler til at bestemme den interne modstand. Vi kan finde svar på ethvert spørgsmål, hvis vi får dataene. For eksempel bruger vi denne formel til at finde den interne modstand:

e = I (r + R)

I denne formel er e EMF eller elektromotorisk kraft, der måles i ohm, I er strømmen, der måles i ampere (A), og R er belastningsmodstanden, mens r er den interne modstand. Ohms er måleenheden for intern modstand.

Den tidligere anførte formel omformuleres i denne form,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V betegnes som den potentialeforskel, der anvendes på tværs af cellen, og I repræsenterer den strøm, der løber på tværs af cellen.

Bemærk: Den elektromotoriske kraft (emf) er altid større end cellens potentialforskel (V).

Hvis vi kender nogle af parametrene, kan vi finde andre. Jeg vil behandle mange praktiske problemer i denne artikel, som vil hjælpe dig med at kende brugen af fysik i vores dagligdag og måder at beregne parametrene på sammen med formler og beskrivelser. Bare følg mig til slutningen.

Ved et åbent kredsløb er potentialforskellen mellem batteripolerne 2,2 volt. Potentialforskellen reduceres til 1,8 volt, når batteriet er forbundet over en modstand på 5 ohm. Hvad er den indre modstand?

Dette er et åbent kredsløb. Batteriets interne modstand har intet spændingsfald over den i et åbent kredsløb. Når der dannes et lukket kredsløb, strømmen løber gennem den interne modstand, hvilket forårsager et spændingsfald og sænker spændingen over batteriet.

I dette tilfælde skal du identificere den interne modstand. Du måler spændingen over kredsløbet, når det åbnes og lukkes, samt belastningsmodstanden. For at løse denne opgave skal vi først indsamle de data, der er angivet i opgørelsen, og derefter forudsige, hvad der skal beregnes.

Data: Potentialeforskellen V = 2,2 volt , belastningsmodstand Resistance= 5 ohm, faldet i potentialforskellen er 1,8 volt,

Find den indre modstand.

For at finde det skal vi løse følgende trin.

Først, skal vi finde belastningsstrømmen som ,

I = V/R så 1,8/5 = 0,36A

Derefter, Find spændingsfaldet af batteriets interne modstand:

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

Så når man kender strømmen og spændingen for den interne modstand :

R=V/I, 0,4/0,36 giver 1,1 ohm

Den indre modstand er derfor 1,1 ohm.

I et åbent kredsløb er potentialforskellen mellem en celles terminaler 2,2 volt. Potentialdifferencen mellem terminalerne er 1,8 volt med en modstand på 5 ohm over cellens terminaler. Hvad vil cellens indre modstand være?

Dette er et simpelt spørgsmål om to modstande, der er serieforbundet over en 2,2 V-kilde, hvoraf den ene er 5 ohm. Så spørgsmålet er, hvad er den anden modstand i seriekombinationen, den interne batterimodstand?

Det er utrolig enkelt: Først tegnes en 2,2 volts celle, derefter en R (intern modstand), en 5 ohm ekstern modstand og til sidst tilbage til kilden.

Over 5 ohm er der et fald på 1,8 volt.

Hvad er den interne modstand, hvis den strøm, der løber igennem den, er I = 1,8/5 ampere = 0,36 A?

Lad os se på det,

R = E / I, altså (2,2 - 1,8)V / 0,36A

= 0,4 / 0,36, og det er lig med 1.111 ohm

Her er den indre modstand 1,11 ohm.

Der er alternative måder at løse dette spørgsmål på, f.eks:

Når cellen er tilsluttet til 5 ohm er den strøm, der løber gennem kredsløbet, I = 2,2/(5+r) A. Hvor r er cellens indre modstand. Indfaldsspændingen over en modstand på 5 ohm er

5×2,2/(5+r)=2,2-1,8 og

11=2+0.4r,

så r=9/.4 ohm.

Et lukket kredsløb giver strøm og ledningsevne

Den tredje og mest præcise måde at løse dette på er,

• Spændingsfaldet over den interne modstand er lig med 2,2 - 1,8 = 0,4 V.

Strøm gennem 5 ohm-modstanden = 1,85 = 0,36A

Når to modstande er forbundet i serie, vil den samme strøm løbe gennem dem.

IR=0.40.36=1.11Ω

Jeg tror, at du nu ved, hvordan man beregner batteriernes indre modstand.

Overvej to pærer, den ene på 50 W og den anden på 75 W, begge på 120 V. Hvilken pære er den mest modstandsdygtige? Hvilken pære har den højeste strømstyrke?

Strømmen skal være større for at opnå en højere effekt ved samme spænding. Da strømmen er omvendt proportional med modstanden, har en pære med en højere effekt en lavere modstand.

Ved at se på den ligning, der forbinder strømstyrke og modstand, kan man nå frem til samme konklusion:

P=U2/R

Når man måler modstanden i en glødepære, skal man være forsigtig: den vil ændre sig betydeligt, når glødetråden er kold, sammenlignet med når den er varm. Når en glødepære er kold, kortslutter den næsten helt, sammenlignet med når den er varm.

Jo lavere modstand, jo højere strømforbrug (ved samme spænding). På grund af den lavere modstand kan der strømme mere strøm for det samme elektriske tryk (spænding).

Ved hjælp af formlen Effekt = V2 / R

For en 50 W pære er R=V2/P = 1202/50 = 288 ohm.

I=P/V = 50/120 = 0,417 ampere forbruges af en 50-watt-pære.

For en pære på 75w er R=V2/P = 1202 / 75 = 192 ohm.

I=P/V = 75/120 = 0,625 ampere forbruges af en 75-watt-pære.

Modstanden for 50w-pæren er den højeste.

Den største strøm bliver transporteret af en 75w pære.

En Einsteins ligning er fysikkens største nyskabelse

Et 12 volts batteri blev tilsluttet en belastning på 10 ohm. Den trukne strøm var 1,18 ampere. Hvad var batteriets indre modstand?

Til at begynde med skal du antage, at batteriets spænding eller EMF er præcis 12 V. Du kan nu løse den interne modstand ved hjælp af Ohm's lov.

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

I alt - Rload = 10,17 ohm - 10 ohm = 0,017 ohm

Den effekt, der udledes af en kendt modstandsbelastning, der er forbundet over en kendt potentialforskel, kan beregnes ved at... I et minut giver et 10 V-batteri en modstand på 10 ohm. Hvad er det præcist? 24 V-batteriet har en indre modstand på 1 ohm i det viste kredsløb, og amperemeteret viser en strøm på 12 A.

Eller du kan gøre det på denne måde

Svaret på dette spørgsmål kan findes direkte i Ohm's lov.

I henhold til Ohm's lov kan spænding, modstand og strømstyrke i et serieforbundet kredsløb beregnes.

V=I⋅R

hvor V angiver spænding, I angiver strøm og R angiver modstand

Vi ved også, at vi kan beregne den samlede modstand i et serieforbundet kredsløb ved simpelthen at lægge alle de ohm'er sammen, som vi finder undervejs. I dette tilfælde har vi den eksterne modstand (mærket R) og batteriets interne modstand (som vi mærker r).

Da vi nu kender spændingen (12V), strømmen (1,18A) og den eksterne modstand (10), kan vi løse følgende ligning:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Vi erstatter vores variabler med reelle tal:

r=121,18-10≈0,1695Ω

Se videoen om grundlæggende elektricitet og dens elementer

Et batteris polpotentialeforskel er 12 volt, når det er forbundet med en ydre modstand på 20 ohm, og 13,5 volt, når det er forbundet med en ydre modstand på 45 ohm. Hvad er batteriets emf og indre modstand?

Lad E være batteriets EMF og R batteriets indre modstand, så er strømmen for 20 ohm 12/20= 0,6A for 20 ohm og 13,5/45= 0,3A for 45 ohm, så den første betingelse 0,6R+12=E og den anden betingelse 0,3R+13,5=E, så R= 5 ohm og E= 15v.

E=15 V

r=5 Ohm

Sådan kan du gøre det:

Bestem strømmen for hvert kredsløb,

I1=0,6[A] og I2=0,3[A]

Skriv en ligning for hvert kredsløb ved hjælp af ligningen U=E-I*r. Der vil være to ligninger og to variabler.

Beregn E.

For at finde r skal du indsætte den løste værdi for E i en af ligningerne.

Fysik handler om elektriske kredsløb

Når strømmen er 1,5 A, er et batteris PD 10 V, og når strømmen er 2,5 A, er PD 8 V. Hvad er batteriets indre modstand?

I henhold til problemformuleringen,

Vbat - Ix Ri = Pd

og det antages, at

10 = Vbat - 1,5*Ri (ligning 1)

og

8 = Vbat - 2,5*Ri (ligning 2)

Vi har to lineære algebraiske ligninger af første orden med to ukendte størrelser, som vi ganske let kan løse ved substitution. Ligning 1 omarrangeres til at give

Vbat = 10 ganget med 1,5*Ri

og ved at indsætte det i ligning 2 fås

8 = (10 + 1.5 Ri) minus 2,5 Ri

Derfor

8 + (1.5-2.5) = 10

Så for at bestemme Ri,

-2 er lig med -Ri

hvilket resulterer i Ri = 2 ohm

Se videoen om, hvordan du finder den interne modstand og emf i en celle

Hvad er forskellen mellem watt og volt?

En volt er en enhed for potentiel energi . den angiver, hvor meget energi en strømenhed kan levere mens en ampere er en enhed til måling af strømmen, som fortæller os om antallet af elektroner, der strømmer i sekundet.

Watt er en effekt-enhed, der angiver, hvor meget energi der bruges pr. tidsenhed. En watt er den effekt, der leveres af en 1 volt strømforsyning, når der strømmer 1 ampere: 1 V 1 A svarer til 1 W

For at beregne den anvendte energimængde skal watt multipliceres med tiden. Kilowatt-time (kWh) er en standardenhed for energi, som er 1000 gange den mængde energi, der forbruges, når der bruges en watt strøm i en time.

Jeg tror, at du er helt fortrolig med watt og volt og deres forskelle.

Her er en tabel, der viser elektriske standardmålenheder og deres symboler

Internationale standardenheder til måling af værdier af elektrisk strøm

Afsluttende overvejelser

Intern modstand er den modstand mod strømmen, der ydes gennem celler og batterier. Denne modstand resulterer også i varmeudvikling. Forskellige parametre for elektrisk strøm hjælper os med at finde andre ukendte parametre.

Forskellige øvelsesopgaver fører os til en bedre forståelse af disse parametre. Der er tidligere blevet behandlet forskellige opgaver, som har hjulpet os med at finde elektromotoriske kræfter (emf), indre modstand og strøm.

Fysik er ikke blot forståelse, men er en videnskab om de fysiske parametre i vores dagligdag, herunder strøm, ledningsevne og forskellige fysiske love.

Alt du behøver at vide er at øve dig på disse opgaver og lære formlerne udenad for at klare dine eksamener og alle de numeriske problemer, du støder på i dit liv.