Der Innenwiderstand ist der Widerstand, den die Zellen und Batterien dem Stromfluss entgegensetzen und der zur Wärmeentwicklung führt. Ohms ist eine Einheit zur Messung des Innenwiderstands.

Es gibt verschiedene Formeln zur Bestimmung des Innenwiderstands. Wir können Antworten auf jede Frage finden, wenn wir die Daten haben. Um den Innenwiderstand zu bestimmen, verwenden wir zum Beispiel diese Formel:

e = I (r + R)

In dieser Formel ist e die EMK oder elektromotorische Kraft, die in Ohm gemessen wird, I ist der Strom, der in Ampere (A) gemessen wird, und R ist der Lastwiderstand. r ist der Innenwiderstand. Ohms ist die Maßeinheit für den Innenwiderstand.

Die zuvor angegebene Formel wird in dieser Form umgestellt,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V wird als die an der Zelle anliegende Potentialdifferenz bezeichnet und I steht für den Strom, der durch die Zelle fließt.

Anmerkung: Die elektromotorische Kraft (EMK) ist immer größer als die Potenzialdifferenz (V) der Zelle.

Die Kenntnis einiger Parameter führt uns also dazu, andere zu finden. Ich werde in diesem Artikel viele Übungsaufgaben behandeln, die Ihnen helfen werden, die Anwendung der Physik in unserem täglichen Leben kennenzulernen, und die Möglichkeiten zur Berechnung der Parameter zusammen mit Formeln und Beschreibungen. Bleiben Sie einfach bis zum Ende dabei.

Bei offenem Stromkreis beträgt die Potenzialdifferenz zwischen den Batteriepolen 2,2 Volt. Die Potenzialdifferenz verringert sich auf 1,8 Volt, wenn sie über einen Widerstand von 5 Ohm angeschlossen wird. Was genau ist der Innenwiderstand?

Dies ist ein offener Stromkreis. Der Innenwiderstand der Batterie hat bei einem offenen Stromkreis keinen Spannungsabfall. Wenn ein geschlossener Stromkreis gebildet wird, fließt der Strom durch den Innenwiderstand, was einen Spannungsabfall verursacht und die Spannung an der Batterie senkt.

In diesem Fall müssen Sie den Innenwiderstand ermitteln. Sie messen die Spannung über dem Stromkreis, während er sich öffnet und schließt, sowie den Lastwiderstand. Um diese Aufgabe zu lösen, müssen wir zunächst die Daten sammeln, die in der Anweisung angegeben sind, und dann vorhersagen, was berechnet werden muss.

Daten: Potentialdifferenz V = 2,2 Volt, Lastwiderstand Widerstand= 5 Ohm, Abfall der Potentialdifferenz ist 1,8 Volt,

Ermitteln Sie den Innenwiderstand.

Um das herauszufinden, müssen wir die folgenden Schritte lösen.

Erstens, müssen wir den Laststrom ermitteln als ,

I = V/R also 1,8/5 = 0,36A

Dann, Ermitteln Sie den Spannungsabfall am Innenwiderstand der Batterie:

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

Wenn man also den Strom und die Spannung des Innenwiderstands kennt:

R=V/I, 0,4/0,36 ergibt 1,1 Ohm

Der Innenwiderstand beträgt also 1,1 Ohm.

In einem offenen Stromkreis beträgt die Potenzialdifferenz zwischen den Anschlüssen einer Zelle 2,2 Volt. Die Potenzialdifferenz zwischen den Anschlüssen beträgt 1,8 Volt bei einem Widerstand von 5 Ohm über den Anschlüssen der Zelle. Wie hoch ist der Innenwiderstand der Zelle?

Es handelt sich um eine einfache Frage zu zwei in Reihe geschalteten Widerständen an einer 2,2-V-Quelle, von denen einer 5 Ohm beträgt. Die Frage lautet also: Was ist der andere Widerstand in der Reihenschaltung, der Innenwiderstand der Batterie?

Das ist ganz einfach: Ziehen Sie zunächst eine 2,2-Volt-Zelle, dann einen R (Innenwiderstand), einen externen 5-Ohm-Widerstand und schließlich zurück zur Quelle.

An 5 Ohm liegt ein Spannungsabfall von 1,8 Volt vor.

Wie groß ist der Innenwiderstand, wenn der Strom, der durch ihn fließt, I = 1,8/5 Ampere = 0,36 A beträgt?

Schauen wir es uns an,

R = E / I, also (2.2 - 1,8)V / 0.36A

= 0,4 / 0,36 und ist damit gleich 1,111 Ohm

Hier beträgt der Innenwiderstand 1,11 Ohm.

Es gibt alternative Möglichkeiten, diese Frage zu lösen, wie zum Beispiel:

Wenn die Zelle mit 5 Ohm ist der durch den Stromkreis fließende Strom I = 2,2/(5+r) A. Dabei ist r der Innenwiderstand der Zelle. Der Spannungsabfall an einem Widerstand von 5 Ohm ist

5×2,2/(5+r)=2,2-1,8 und

11=2+0.4r,

also r=9/.4 Ohm.

Ein geschlossener Kreislauf liefert Strom und Leitwert

Die dritte und genaueste Lösung ist,

• Der Spannungsabfall über dem Innenwiderstand ist gleich 2,2 - 1,8 = 0,4 V.

Strom durch den 5-Ohm-Widerstand=1,85=0,36A

Wenn zwei Widerstände in Reihe geschaltet sind, fließt der gleiche Strom durch sie.

IR=0,40,36=1,11Ω

Ich denke, Sie wissen jetzt, wie man den Innenwiderstand von Batterien berechnet.

Betrachten Sie zwei Glühbirnen, eine mit 50 W und die andere mit 75 W, beide mit 120 V. Welche Birne ist am widerstandsfähigsten? Welche Birne hat den höchsten Strom?

Da sich der Strom umgekehrt proportional zum Widerstand verhält, hat eine Glühbirne mit einer höheren Leistung einen geringeren Widerstand.

Betrachtet man die Gleichung, die Stromstärke und Widerstand miteinander verbindet, kommt man zu demselben Ergebnis:

P=U2/R

Bei der Messung des Widerstands einer Glühbirne muss man vorsichtig sein: Er ändert sich erheblich, wenn der Glühfaden kalt ist, im Vergleich zu dem, wenn er heiß ist. Wenn eine Glühbirne kalt ist, hat sie fast einen Kurzschluss, wenn sie heiß ist, nicht.

Je geringer der Widerstand ist, desto höher ist der Stromverbrauch (bei gleicher Spannung). Aufgrund des geringeren Widerstands kann bei gleichem elektrischen Druck (Spannung) mehr Strom fließen.

Mit Hilfe der Formel Leistung = V2 / R

Für die 50-W-Glühbirne gilt: R=V2/P = 1202/50 = 288 Ohm.

I=P/V = 50/120 = 0,417 Ampere wird von einer 50-Watt-Glühbirne verbraucht.

Für die 75-W-Glühbirne ist R=V2/P = 1202 / 75 = 192 Ohm.

I=P/V = 75/120 = 0,625 Ampere wird von einer 75-Watt-Glühbirne verbraucht.

Der Widerstand der 50-W-Glühbirne ist der höchste.

Die 75-Watt-Glühbirne liefert den meisten Strom.

Die Einsteinsche Gleichung ist die wichtigste Innovation der Physik

Eine 12-Volt-Batterie wurde an eine 10-Ohm-Last angeschlossen. Der entnommene Strom betrug 1,18 Ampere. Wie hoch war der Innenwiderstand der Batterie?

Zunächst müssen Sie davon ausgehen, dass die Spannung bzw. die EMK der Batterie genau 12 V beträgt. Nun können Sie den Innenwiderstand mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes ermitteln.

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

Gesamt - Rload = 10,17 Ohm - 10 Ohm = 0,017 Ohm

Die Verlustleistung einer Last mit bekanntem Widerstand, die an eine bekannte Potentialdifferenz angeschlossen ist, lässt sich berechnen durch... Eine Minute lang stellt eine 10-Volt-Batterie eine ohmsche Last von 10 Ohm dar. Wie hoch ist sie genau? Die 24-Volt-Batterie hat in der dargestellten Schaltung einen Innenwiderstand von 1 Ohm, und das Amperemeter zeigt einen Strom von 12 A an.

Oder Sie können es so machen

Die Antwort auf diese Frage ist direkt im Ohmschen Gesetz zu finden.

Nach dem Ohm'schen Gesetz lassen sich Spannung, Widerstand und Strom in einer Reihenschaltung berechnen.

V=I⋅R

wobei V die Spannung, I den Strom und R den Widerstand bezeichnet

Wir wissen auch, dass wir den Gesamtwiderstand eines in Reihe geschalteten Stromkreises berechnen können, indem wir einfach alle gefundenen Ohm addieren. In diesem Fall haben wir den Außenwiderstand (mit R bezeichnet) und den Innenwiderstand der Batterie (den wir mit r bezeichnen werden).

Da wir nun die Spannung (12 V), den Strom (1,18 A) und den Außenwiderstand (10) kennen, können wir die folgende Gleichung lösen:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Ersetzen Sie unsere Variablen durch reelle Zahlen:

r=121,18-10≈0,1695Ω

Sehen Sie sich das Video über die Grundlagen der Elektrizität und ihre Elemente an

Die Klemmenpotentialdifferenz einer Batterie beträgt 12 V, wenn sie an einen Außenwiderstand von 20 Ohm angeschlossen ist, und 13,5 V, wenn sie an einen Außenwiderstand von 45 Ohm angeschlossen ist. Wie hoch sind die EMK und der Innenwiderstand der Batterie?

Wenn E die EMK der Batterie und R der Innenwiderstand der Batterie ist, dann beträgt der Strom bei 20 Ohm 12/20= 0,6A und bei 45 Ohm 13,5/45= 0,3A, also ist die erste Bedingung 0,6R+12=E und die zweite Bedingung 0,3R+13,5=E, so dass die Lösung R= 5 Ohm und E= 15v ist.

E=15 V

r=5 Ohm

So könnten Sie vorgehen:

Bestimmen Sie den Strom für jeden Stromkreis,

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

Schreiben Sie eine Gleichung für jeden Stromkreis unter Verwendung der Gleichung U=E-I*r. Es werden zwei Gleichungen und zwei Variablen sein.

Berechnen Sie E.

Um r zu finden, setzen Sie den gelösten Wert für E in eine der beiden Gleichungen ein.

In der Physik dreht sich alles um elektrische Schaltkreise

Bei einer Stromstärke von 1,5 A beträgt der PD einer Batterie 10 V, bei einer Stromstärke von 2,5 A beträgt der PD 8 V. Wie hoch ist der Innenwiderstand der Batterie?

Gemäß der Aufgabenstellung,

Vbat - Ix Ri = Pd

und es wird angenommen, dass

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

und

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

Wir haben zwei lineare algebraische Gleichungen erster Ordnung mit zwei Unbekannten, die wir ganz einfach durch Substitution lösen können. Gleichung 1 lässt sich umstellen und ergibt

Vbat = 10 multipliziert mit 1,5*Ri

und das Einsetzen in Gleichung 2 ergibt

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

Deshalb

8 + (1.5-2.5) = 10

Also, um Ri,

-2 ist gleich -Ri

was zu Ri = 2 Ohm führt

Sehen Sie sich das Video an, in dem erklärt wird, wie man den Innenwiderstand und die EMK einer Zelle ermittelt

Was ist der Unterschied zwischen Watt und Volt?

Ein Volt ist eine potenzielle Energieeinheit Sie gibt an, wie viel Energie eine Stromeinheit liefern kann. Das Ampere ist eine Einheit zur Messung des Stroms und gibt die Anzahl der pro Sekunde fließenden Elektronen an.

Ein Watt ist eine Leistungseinheit, die angibt, wie viel Energie pro Zeiteinheit verbraucht wird. Ein Watt ist die Energiemenge, die von einer 1-Volt-Versorgung bereitgestellt wird, wenn ein Ampere Strom fließt: 1 V 1 A entspricht 1 W

Um die verbrauchte Energiemenge zu berechnen, multipliziert man Watt mit der Zeit. Die Kilowattstunde (kWh) ist eine Standard-Energieeinheit, die dem 1000-fachen der Energiemenge entspricht, die verbraucht wird, wenn ein Watt Leistung eine Stunde lang genutzt wird.

Ich denke, Sie sind mit den Begriffen Watt und Volt und ihren Unterschieden gut vertraut.

Hier ist eine Tabelle mit den elektrischen Standardeinheiten und ihren Symbolen

Internationale Standardeinheiten für Messwerte des elektrischen Stroms

Abschließende Überlegungen

Der Innenwiderstand ist der Widerstand, der dem Stromfluss durch Zellen und Batterien entgegengesetzt wird. Dieser Widerstand führt auch zur Erzeugung von Wärme. Verschiedene Parameter des elektrischen Stroms helfen uns, andere unbekannte Parameter zu finden.

Verschiedene Übungsaufgaben führen uns zu einem besseren Verständnis dieser Parameter. Es wurden bereits verschiedene Probleme behandelt, die uns geholfen haben, die elektromotorische Kraft (EMK), den Innenwiderstand und auch den Strom zu bestimmen.

Physik ist nicht nur Verständnis, sondern auch eine Wissenschaft von den physikalischen Parametern unseres täglichen Lebens: Strom, Leitfähigkeit und verschiedene physikalische Gesetze.

Alles, was Sie wissen müssen, ist, diese Aufgaben zu üben und die Formeln auswendig zu lernen, um Ihre Prüfungen und alle numerischen Probleme, denen Sie in Ihrem Leben begegnen, zu bewältigen.