Sisäinen resistanssi on kennojen ja akkujen aiheuttama virran kulun vastustus, joka johtaa lämmön muodostumiseen. Ohmit on sisäisen resistanssin mittayksikkö.

Sisäisen resistanssin määrittämiseksi on olemassa erilaisia kaavoja. Voimme löytää vastauksen mihin tahansa kysymykseen, jos w:lle annetaan tiedot. Esimerkiksi sisäisen resistanssin löytämiseksi käytämme tätä kaavaa:

e = I (r + R)

Tässä kaavassa e on EMF tai sähkömotorinen voima, joka mitataan ohmeina, I on virrat, jotka mitataan ampeereina (A), ja R on kuorman vastus. r on sisäinen vastus. Ohmi on sisäisen resistanssin mittayksikkö.

Aiemmin esitetty kaava järjestetään uudelleen tässä muodossa,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

V on kennon yli vaikuttava potentiaaliero ja I on kennon yli kulkeva virta.

Huom: Sähkömotorinen voima (emf) on aina suurempi kuin kennon potentiaaliero (V).

Näin ollen joidenkin parametrien tunteminen johtaa meidät löytämään muita. Tässä artikkelissa käsittelen monia käytännön ongelmia, jotka auttavat sinua tuntemaan fysiikan käytön jokapäiväisessä elämässämme ja tavat laskea parametrit kaavojen ja kuvausten ohella. Pysy mukana loppuun asti.

Avoimessa virtapiirissä akun napojen välinen potentiaaliero on 2,2 volttia. Potentiaaliero pienenee 1,8 volttiin, kun se kytketään 5 ohmin vastuksen yli. Mikä on tarkalleen ottaen sisäinen vastus?

Tämä on avoin virtapiiri. Avoimessa virtapiirissä akun sisäisen vastuksen yli ei synny jännitehäviötä. Kun muodostuu suljettu virtapiiri, virta kulkee sisäisen vastuksen läpi aiheuttaen jännitehäviön ja alentaen akun jännitettä.

Tässä tapauksessa sinun on tunnistettava sisäinen vastus. Mittaat jännitteen piirin yli, kun se avautuu ja sulkeutuu, sekä kuorman vastuksen. Tämän ongelman ratkaisemiseksi meidän on ensin kerättävä lausekkeessa annetut tiedot ja ennustettava sitten, mitä on laskettava.

Tiedot: Potentiaaliero V = 2,2 volttia, kuorman vastus Resistance= 5 ohmia, potentiaalieron pudotus on 1,8 volttia,

Etsi sisäinen vastus.

Sen löytämiseksi meidän on ratkaistava seuraavat vaiheet.

Ensimmäinen, meidän on löydettävä kuormitusvirta seuraavasti ,

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

Sitten, Etsi akun sisäisen vastuksen jännitehäviö:

2.2V-1.8V=0.4V

Joten, kun tiedetään sisäisen vastuksen virta ja jännite :

R=V/I, 0,4/0,36 antaa 1,1 ohmia.

Sisäinen vastus on siis 1,1 ohmia.

Avoimessa virtapiirissä kennon napojen välinen potentiaaliero on 2,2 volttia. Napojen välinen potentiaaliero on 1,8 volttia, kun kennon napojen välinen vastus on 5 ohmia. Mikä on kennon sisäinen vastus?

Tämä on yksinkertainen kysymys kahdesta vastuksesta, jotka on kytketty sarjaan 2,2 V:n jännitelähteen yli ja joista toinen on 5 ohmia. Kysymys kuuluu siis, mikä on sarjakytkennän toinen vastus, akun sisäinen vastus?

Tämä on uskomattoman yksinkertaista. Piirrä ensin 2,2 voltin kenno, sitten R (sisäinen vastus), 5 ohmin ulkoinen vastus ja lopuksi paluu lähteeseen.

5 ohmin yli on 1,8 voltin pudotus.

Mikä tarkalleen ottaen on sisäinen vastus, jos sen läpi kulkeva virta on I = 1,8/5 ampeeria = 0,36 A?

Katsotaanpa sitä,

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

= 0,4 / 0,36 ja se on yhtä suuri kuin 1,111 ohmia

Tässä sisäinen vastus on 1,11 ohmia.

On olemassa vaihtoehtoisia tapoja ratkaista tämä kysymys, kuten:

Kun kenno on kytketty 5 ohmia , virtapiirin läpi kulkeva virta on I = 2,2/(5+r) A. Jossa r on kennon sisäinen resistanssi. Pudotusjännite vastuksen 5 ohmia on

5×2,2/(5+r)=2,2-1,8 ja

11=2+0.4r,

joten r=9/.4 ohmia.

Suljettu piiri tarjoaa virran ja johtokyvyn.

Kolmas ja tarkin tapa ratkaista tämä on,

• Sisäisen resistanssin jännitehäviö on 2,2 - 1,8 = 0,4 V.

Virta 5 ohmin vastuksen läpi=1.85=0.36A

Kun kaksi vastusta kytketään sarjaan, niiden läpi kulkee sama virta.

IR=0.40.36=1.11Ω

Luulen, että nyt tiedät, miten akkujen sisäinen vastus lasketaan.

Tarkastellaan kahta hehkulamppua, joista toisen teho on 50 W ja toisen 75 W, molemmat 120 V:n jännitteellä. Kumpi hehkulamppu on kestävämpi? Kummassa hehkulampussa on suurin virta?

Virran on oltava suurempi, jotta samalla jännitteellä voidaan käyttää suurempaa tehoa. Koska virta on kääntäen verrannollinen resistanssiin, suuremman tehon hehkulampulla on pienempi resistanssi.

Tarkastelemalla yhtälöä, joka yhdistää tehovirran ja resistanssin, voidaan päätyä samaan johtopäätökseen:

P=U2/R

Hehkulampun vastusta mitattaessa on oltava varovainen: se muuttuu merkittävästi, kun hehkulanka on kylmä verrattuna siihen, kun se on kuuma. Kun hehkulamppu on kylmä, se sulkeutuu lähes kokonaan verrattuna siihen, kun se on kuuma.

Mitä pienempi vastus, sitä suurempi virrankulutus (samalla jännitteellä). Pienemmän vastuksen ansiosta samalla sähköpaineella (jännitteellä) voi kulkea enemmän virtaa.

Kaavaa teho = V2 / R käyttäen

50 W:n lampun osalta R=V2/P = 1202/50 = 288 ohmia.

I=P/V = 50/120 = 0,417 ampeeria kuluttaa 50 watin lamppu.

75 watin lampun osalta R=V2/P = 1202 / 75 = 192 ohmia.

I=P/V = 75/120 = 0,625 ampeeria kuluttaa 75 watin lamppu.

50 watin lampun vastus on suurin.

Eniten virtaa kulkee 75 watin lampussa.

Einsteinin yhtälö on fysiikan tärkein innovaatio.

12 voltin akku kytkettiin 10 ohmin kuormaan. Virta oli 1,18 ampeeria. Mikä oli akun sisäinen vastus?

Aluksi on oletettava, että akun jännite tai sähkömagneettinen jännite on täsmälleen 12 V. Voit nyt ratkaista sisäisen resistanssin Ohmin lain avulla.

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

Yhteensä - Rload = 10,17 ohmia - 10 ohmia = 0,017 ohmia.

Tunnetun potentiaalieron yli kytketyn tunnetun vastuskuorman hukkaama teho voidaan laskea seuraavasti:... 10 voltin paristo muodostaa yhden minuutin ajan 10 ohmin resistiivisen kuorman. Mikä se tarkalleen ottaen on? 24 voltin pariston sisäinen resistanssi on 1 ohmi esitetyssä virtapiirissä, ja ampeerimittari näyttää 12 A:n virtaa.

Tai voit tehdä sen näin

Vastaus tähän kysymykseen löytyy suoraan Ohmin laista.

Ohmin lain mukaan voidaan laskea sarjaan kytketyn piirin jännite, resistanssi ja virta.

V=I⋅R

jossa V tarkoittaa jännitettä, I tarkoittaa virtaa ja R tarkoittaa resistanssia.

Tiedämme myös, että voimme laskea sarjaan kytketyn piirin kokonaisvastuksen yksinkertaisesti laskemalla yhteen kaikki matkan varrella löytämämme ohmit. Tässä tapauksessa meillä on ulkoinen vastus (merkitty R) ja pariston sisäinen vastus (merkitty r).

Koska tiedämme nyt jännitteen (12 V), virran (1,18 A) ja ulkoisen vastuksen (10), voimme ratkaista seuraavan yhtälön:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI-R

Korvataan muuttujamme reaaliluvuilla:

r=121,18-10≈0,1695Ω

Tutustu videoon perussähköstä ja sen elementeistä.

Akun napapotentiaaliero on 12 volttia, kun se on kytketty 20 ohmin ulkoiseen resistanssiin, ja 13,5 volttia, kun se on kytketty 45 ohmin ulkoiseen resistanssiin. Mitkä ovat akun emf ja sisäinen resistanssi?

Olkoon E akun EMF ja R akun sisäinen vastus, niin 20 ohmin tapauksessa virta on 12/20= 0,6A ja 45 ohmin tapauksessa virta on 13,5/45= 0,3A, joten ensimmäinen ehto 0,6R+12=E ja toinen ehto 0,3R+13,5=E, joten ratkaisemalla R= 5 ohmia ja E= 15v.

E=15 V

r=5 Ohm

Voit toimia näin:

Määritä kunkin virtapiirin virta,

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

Kirjoita kullekin virtapiirille yhtälö käyttäen yhtälöä U=E-I*r. Yhtälöitä on kaksi ja muuttujia kaksi.

Laske E.

Löydät r:n liittämällä ratkaistun E:n arvon takaisin jompaankumpaan yhtälöön.

Fysiikassa on kyse sähköpiireistä

Kun virta on 1,5A, akun PD on 10V, ja kun virta on 2,5A, PD on 8V. Mikä on akun sisäinen vastus?

Ongelmanasettelun mukaan,

Vbat - Ix Ri = Pd

ja oletetaan, että

10 = Vbat - 1,5*Ri (Yhtälö 1)

ja

8 = Vbat - 2,5*Ri (yhtälö 2).

Meillä on kaksi lineaarista ensimmäisen kertaluvun algebrallista yhtälöä, joissa on kaksi tuntematonta suuretta, jotka voimme ratkaista melko helposti korvaamalla. Yhtälö 1 järjestetään uudelleen, jolloin saadaan seuraava yhtälö

Vbat = 10 kerrottuna 1,5*Ri:llä.

ja liittämällä se yhtälöön 2 saadaan seuraava tulos

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

Siksi

8 + (1.5-2.5) = 10

Ri,

-2 on yhtä kuin -Ri

jolloin Ri = 2 ohmia

Katso video siitä, miten kennon sisäinen resistanssi ja emf määritetään.

Mitä eroa on wattien ja volttien välillä?

Voltti on potentiaalisen energian yksikkö Se osoittaa, kuinka paljon energiaa yksikkö virtaa voi tuottaa. Ampeeri on virran mittayksikkö, joka kertoo sekunnissa virtaavien elektronien määrän.

Watti on tehoyksikkö, joka kertoo, kuinka paljon energiaa käytetään aikayksikköä kohti. Yksi watti on yhden voltin jännitteisen virtalähteen tuottama teho, kun virtaa kulkee yksi ampeeri: 1 V 1 A on yhtä kuin 1 W.

Käytetyn energiamäärän laskemiseksi kerrotaan watit ajalla. Kilowattitunti (kWh) on energian standardiyksikkö, joka on 1000 kertaa se energiamäärä, joka kuluu, kun yhtä wattia käytetään yhden tunnin ajan.

Luulen, että watti ja voltti ja niiden erot ovat sinulle varsin tuttuja.

Tässä on taulukko, jossa esitetään sähköiset standardimittayksiköt ja niiden symbolit.

Sähkövirran arvojen mittaamiseen käytettävät kansainväliset standardiyksiköt

Lopulliset ajatukset

Sisäinen resistanssi on kennojen ja akkujen läpi kulkevan virran virtausvastus. Tämä resistanssi johtaa myös lämmön muodostumiseen. Sähkövirran eri parametrit auttavat meitä löytämään muita tuntemattomia parametreja.

Erilaiset harjoitusongelmat auttavat meitä ymmärtämään näitä parametreja paremmin. Aiemmin on käsitelty erilaisia ongelmia, jotka ovat auttaneet meitä löytämään sähkömotoriset voimat (emf), sisäisen resistanssin ja virran.

Fysiikka ei ole vain ymmärrystä, vaan se on tiedettä jokapäiväisen elämämme fysikaalisista parametreista. Siihen kuuluvat myös virta, johtavuus ja erilaiset fysiikan lait.

Sinun tarvitsee vain harjoitella näitä ongelmia ja opetella kaavat ulkoa, jotta selviät kokeista ja kaikista elämässäsi kohtaamistasi numeerisista ongelmista.