Sisetakistus on elemendid ja patareid, mis takistavad voolu voolamist. Selle tulemuseks on soojuse teke. Ohms on sisemise takistuse mõõtmise ühik.

Sisetakistuse määramiseks on olemas erinevaid valemeid. Me võime leida vastused igale küsimusele, kui w on esitatud andmed. Näiteks sisetakistuse leidmiseks kasutame seda valemit:

e = I (r + R)

Selles valemis on e EMF või elektromotoorjõud, mida mõõdetakse oomides, I on voolutugevus, mida mõõdetakse amprites (A) ja R on koormustakistus, samas kui r on sisetakistus. Ohm on sisemise takistuse mõõtühik.

Varem esitatud valem on sellisel kujul ümber korraldatud,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V tähistab üle elemendi rakendatud potentsiaalide vahet ja I kujutab elemendi kaudu voolavat voolu.

Märkus: Elektromotoorjõud (emf) on alati suurem kui elemendi potentsiaalierinevus (V).

Seega, teades mõned parameetrid viivad meid teiste leidmiseni. Selles artiklis käsitlen ma b mitmeid praktilisi ülesandeid, mis aitavad teil teada füüsika kasutamist meie igapäevaelus ja parameetrite arvutamise viise koos valemite ja kirjeldustega. Lihtsalt jääge minuga lõpuni.

Avatud vooluahelas on patarei klemmide vaheline potentsiaalierinevus 2,2 volti. 5 oomi takistuse ühendamisel väheneb potentsiaalierinevus 1,8 volti. Mis on täpselt sisetakistus?

See on avatud vooluring. Avatud vooluringi korral ei ole aku sisetakistuse kohal pingelangust. Kui moodustub suletud vooluring, voolab vool läbi sisetakistuse, põhjustades pingelangust ja vähendades pinget aku kohal.

Sellisel juhul tuleb kindlaks teha sisetakistus. Mõõdetakse pinget vooluahela avanemisel ja sulgemisel ning koormustakistust. Selle ülesande lahendamiseks tuleb kõigepealt koguda avalduses esitatud andmed ja seejärel ennustada, mida tuleb arvutada.

Andmed: Potentsiaalierinevus V = 2,2 volti, koormustakistus Resistance= 5 oomi, potentsiaalierinevuse langus on 1,8 volti,

Leidke sisetakistus.

Selle leidmiseks peame lahendama järgmised sammud.

Esiteks, peame leidma koormusvoolu kui ,

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

Siis, Leidke aku sisemise takistuse pingelangus:

2.2V-1.8V=0.4V

Nii, teades voolu ja pinge sisetakistuse :

R=V/I, 0,4/0,36 annab 1,1 oomi.

Seega on sisetakistus 1,1 oomi.

Avatud vooluahelas on elemendi klemmide vaheline potentsiaalierinevus 2,2 volti. Klemmide potentsiaalierinevus on 1,8 volti, kui elemendi klemmide vaheline takistus on 5 oomi. Kui suur on elemendi sisetakistus?

See on lihtne küsimus kahe takisti kohta, mis on ühendatud jadamisi 2,2 V allikaga, millest üks on 5 oomi. Seega on küsimus, milline on teine takistus jadamisi kombinatsioonis, aku sisetakistus?

See on uskumatult lihtne. Kõigepealt joonistage 2,2-voldine element, seejärel R (sisemine takisti), 5-ohmiline väline takisti ja lõpuks tagasi allikasse.

Üle 5 oomi on 1,8-voldine langus.

Milline on täpselt sisetakistus, kui seda läbiv vool on I = 1,8/5 amprit = 0,36 A?

Vaatame seda,

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

= 0,4 / 0,36 ja see on võrdne järgmisega 1,111 oomi

Siin on sisetakistus 1,11 oomi.

Selle küsimuse lahendamiseks on alternatiivseid võimalusi, näiteks:

Kui rakk on ühendatud 5 oomi , on voolu vooluringi läbiv vool I = 2,2/(5+r) A. Kus r on elemendi sisetakistus. Pinge langus üle takistuse, mis on 5 oomi on

5×2,2/(5+r)=2,2-1,8 ja

11=2+0.4r,

nii et r=9/.4 ohm.

Suletud vooluring annab voolu ja juhtivuse

Kolmas ja kõige täpsem viis selle lahendamiseks on,

• Pinge langus sisetakistuse kohal on võrdne 2,2 - 1,8 = 0,4 V.

Vool läbi 5 oomi takistuse=1,85=0,36A

Kui kaks takistust on ühendatud jadamisi, voolab läbi nende sees sama vool.

IR=0.40.36=1.11Ω

Ma arvan, et nüüd te teate, kuidas arvutada patareide sisetakistust.

Võtame kaks lambipirni, üks 50 W ja teine 75 W võimsusega, mõlemad 120 V. Milline lamp on kõige vastupidavam? Millise lambi voolutugevus on suurem?

Vool peab olema suurem, et töötada sama pinge juures suurema võimsusega. Kuna vool on pöördvõrdeline takistusega, on suurema võimsusega lambilambil väiksem takistus.

Vaadates võrrandit, mis ühendab võimsusvoolu ja takistuse, võib jõuda samale järeldusele:

P=U2/R

Hõõglambi takistuse mõõtmisel tuleb olla ettevaatlik: see muutub oluliselt, kui hõõgniit on külm, võrreldes sellega, kui see on kuum. Kui hõõglamp on külm, siis on see peaaegu täielikult lühis, võrreldes sellega, kui see on kuum.

Mida väiksem on takistus, seda suurem on energiatarve (sama pinge korral). Madalama takistuse tõttu saab sama elektrilise surve (pinge) juures voolata rohkem voolu.

Kasutades valemit Võimsus = V2 / R

50 W lambile kehtib R=V2/P = 1202/50 = 288 oomi.

I=P/V = 50/120 = 0,417 amprit tarbib 50wattine lambipirn.

75w pirnide puhul on R=V2/P = 1202 / 75 = 192 oomi.

I=P/V = 75/120 = 0,625 amprit tarbib 75-vatine lambipirn.

50w pirnide takistus on kõige suurem.

Kõige rohkem voolu kannab 75w pirn.

Einsteini võrrand on füüsika esmane uuendus

12-voldine aku oli ühendatud 10 oomi koormusega. Võetud vool oli 1,18 amprit. Milline oli aku sisetakistus?

Alustuseks tuleb eeldada, et aku pinge või EMK on täpselt 12 V. Nüüd saate lahendada sisetakistuse, kasutades Ohmi seadust.

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

Kokku - Rload = 10,17 oomi - 10 oomi = 0,017 oomi

Teadaoleva potentsiaalivahega ühendatud tuntud takistusega koormuse poolt hajutatud võimsust saab arvutada järgmiselt... Ühe minuti jooksul annab 10 V aku takistusliku koormuse 10 oomi. Mis see täpselt on? 24-voldise aku sisetakistus on näidatud vooluringis 1 oomi ja ampermeeter näitab voolu 12 A.

Või saate seda teha nii

Vastuse sellele küsimusele võib leida otse Ohmi seadusest.

Vastavalt Ohmi seadusele saab arvutada pinge, takistuse ja voolu jadaühendusega vooluahelas.

V=I⋅R

kus V tähistab pinget, I tähistab voolu ja R tähistab takistust.

Me teame ka, et saame arvutada kogutakistuse jadaühendusega vooluahelas, liites lihtsalt kokku kõik Ohmid, mis me teel leiame. Antud juhul on meil välistakistus (tähistatud R) ja patarei sisetakistus (mida tähistame r).

Kuna me teame nüüd pinget (12V), voolu (1,18A) ja välist takistust (10), saame lahendada järgmise võrrandi:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Reaalarvude asendamine meie muutujatega:

r=121,18-10≈0,1695Ω

Vaadake videot põhilise elektri ja selle elementide kohta.

Aku klemmide potentsiaalide vahe on 12 volti, kui see on ühendatud 20 oomi välitakistuse külge, ja 13,5 volti, kui see on ühendatud 45 oomi välitakistuse külge. Millised on aku emf ja sisetakistus?

Olgu E aku EMK ja R aku sisetakistus, siis 20 oomi korral on vool 12/20= 0,6A ja 45 oomi korral 13,5/45= 0,3A, seega esimene tingimus 0,6R+12=E ja teine tingimus 0,3R+13,5=E, seega lahendades R= 5 oomi ja E= 15v.

E=15 V

r=5 Ohm

Siin on, kuidas seda teha:

Määrake iga vooluahela voolutugevus,

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

Kirjutage iga vooluahela jaoks võrrand, kasutades võrrandit U=E-I*r. Võrdlusi on kaks ja muutujaid kaks.

Arvuta E.

Et leida r, ühendage lahendatud E väärtus tagasi kummalegi võrrandile.

Füüsika on seotud elektriliste vooluahelatega

Kui vool on 1,5A, on aku PD 10V ja kui vool on 2,5A, on PD 8V. Kui suur on aku sisetakistus?

Vastavalt probleemipüstitusele,

Vbat - Ix Ri = Pd

ja eeldatakse, et

10 = Vbat - 1,5*Ri (võrrand 1)

ja

8 = Vbat - 2,5*Ri (võrrand 2)

Meil on kaks lineaarset esimese astme algebralist võrrandit kahe tundmatu suurusega, mida saame üsna lihtsalt lahendada asendamise teel. Võrrand 1 on ümber paigutatud, et saada

Vbat = 10 korrutatud 1,5*Ri'ga

ja selle ühendamine võrrandisse 2 annab järgmise tulemuse

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

Seega

8 + (1.5-2.5) = 10

Niisiis, et määrata Ri,

-2 võrdub -Ri

tulemuseks on Ri = 2 oomi

Vaadake videot, kuidas leida elemendi sisetakistus ja emf.

Mis vahe on vattide ja volti vahel?

Volt on potentsiaalne energiaühik See näitab, kui palju energiat võib üks vooluühik anda. samas kui amper on voolu mõõtmise ühik. See annab meile teada, kui palju elektrone voolab sekundis.

Vatt on võimsuse mõõtühik, mis näitab, kui palju energiat kasutatakse ajaühiku kohta. Üks vatt on ühevoldilise voolu korral ühe ampri voolu korral saadav võimsus: 1 V 1 A võrdub 1 W.

Kasutatud energia koguse arvutamiseks korrutage vattide arv ajaga. Kilovatt-tund (kWh) on standardne energiaühik, mis on 1000 korda suurem kui ühe vati kasutamisel ühe tunni jooksul tarbitud energia.

Ma arvan, et te olete üsna hästi kursis vattide ja volti ning nende erinevustega.

Siin on tabel, kus on esitatud standardsed elektrilised mõõtühikud koos nende sümbolitega.

Elektrivoolu väärtuste mõõtmise rahvusvahelised standardühikud

Lõplikud mõtted

Sisemine takistus on takistus vooluvoolule, mis toimub läbi elementide ja patareide. Selle takistuse tulemusel tekib ka soojust. Erinevad elektrivoolu parameetrid aitavad meil leida teisi tundmatuid parameetreid.

Erinevad praktikaülesanded viivad meid nende parameetrite parema mõistmiseni. Varem on käsitletud erinevaid probleeme, mis on aidanud meil leida elektromotoorseid jõude (emf), sisetakistust ja ka voolu.

Füüsika ei ole ainult mõistmine, vaid see on teadus meie igapäevaelu füüsikalistest parameetritest. See hõlmab ka voolu, elektrijuhtivust ja mitmesuguseid füüsikaseadusi.

Kõik, mida pead teadma, on nende ülesannete harjutamine ja valemite meeldejätmine, et saada hakkama oma eksamitel ja mis tahes arvutusprobleemidega, millega oma elus kokku puutute.