Unutarnji otpor je otpor koji ćelije i baterije pružaju protoku struje. To rezultira proizvodnjom topline. Ohms je jedinica za mjerenje unutarnjeg otpora.

Postoje različite formule za određivanje unutarnjeg otpora. Možemo pronaći odgovore na bilo koje pitanje ako nam se dostave podaci. Na primjer, da bismo pronašli unutarnji otpor koristimo ovu formulu:

e = I (r + R)

U ovoj formuli, e je EMF ili elektromotorna sila koja se mjeri u ohmima, I je struja koja se mjeri u amperima (A), a R je otpor opterećenja dok je r unutarnji otpor. Ohmi su mjerna jedinica za unutarnji otpor.

Prethodno navedena formula je preuređena u ovom obliku,

• e = Ir+ IR
• e = V + Ir

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

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

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

Na otvorenom krugu, potencijalna razlika između baterijeterminala je 2,2 volta. Razlika potencijala se smanjuje na 1,8 volta kada se spoji preko otpora od 5 ohma. Što je točno unutarnji otpor?

Ovo je otvoreni krug. Unutarnji otpor baterije nema pad napona u otvorenom krugu. Kada se formira zatvoreni strujni krug, struja teče kroz unutarnji otpor, uzrokujući pad napona i snižavanje napona na bateriji.

U ovom slučaju, morate identificirati unutarnji 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 navedeni u izjavi, a zatim predvidjeti što treba izračunati.

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

Pronađite unutarnji otpor.

Da bismo to pronašli, moramo riješiti sljedeće korake.

Prvo , trebamo pronaći struju opterećenja kao ,

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

Tada, Nađite pad napona od unutarnji otpor baterije:

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

Dakle, znajući struju i napon unutarnjeg otpora:

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

Stoga je unutarnji otpor 1,1 ohma.

U otvorenom strujnom krugu potencijalna razlika između priključaka ćelije je 2,2 volta. Terminalpotencijalna razlika je 1,8 volti s otporom od 5 ohma na terminalima ćelije. Koliki će biti unutarnji otpor ćelije?

Ovo je jednostavno pitanje o dva otpornika povezana u seriju preko izvora od 2,2 V, od kojih je jedan 5 ohma. Pitanje je, dakle, koji je drugi otpor u serijskoj kombinaciji, unutarnji otpor baterije?

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

Kroz 5 ohma dolazi do pada napona od 1,8 volta .

Što je točno unutarnji otpornik ako je struja koja teče kroz njega I = 1,8/5 ampera = 0,36 A?

Pogledajmo ga,

R = E / I, dakle (2,2 – 1,8)V / 0,36A

= 0,4 / 0,36 i jednako je 1,111 ohma

Ovdje je unutarnji otpor 1,11 ohma.

Postoje alternativni načini rješavanja ovog pitanja, kao što su:

Kada je ćelija spojena na 5 ohma , struja koja teče kroz krug je I = 2,2/(5+r) A. Gdje je r unutarnji otpor ćelije. Pad napona na otporu od 5 ohma je

5×2,2/(5+r)=2,2–1,8 i

11=2+0,4r ,

dakle r=9/.4 ohma.

Zatvoreni krug osigurava struju i vodljivost

Treći i najtočniji način rješavanje ovoga je,

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

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

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

IR=0.40.36=1.11Ω

Mislim da sada znate kako izračunati unutarnji otpor baterije.

Razmislite dvije žarulje, jedna snage 50 W, a druga 75 W, obje snage 120 V. Koja je žarulja najotpornija? Koja žarulja ima najveću struju?

Struja mora biti veća za rad pri većoj snazi ​​pri istom naponu. Budući da je struja obrnuto proporcionalna otporu, žarulja veće snage ima niži otpor.

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

P=U2/R

Prilikom mjerenja otpora žarulje sa žarnom niti treba biti oprezan: značajno će se promijeniti kada je žarna nit hladna u usporedbi s vrućom. Kada je žarulja sa žarnom niti hladna, dolazi do skoro potpunog kratkog spoja u usporedbi s vrućom.

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

Upotrebom formule Snaga = V2 / R

Za žarulju od 50 W , R=V2/P = 1202/50 = 288 Ohma.

I=P/V = 50/120 = 0,417 A troši žarulja od 50 W.

ZaŽarulja od 75 W, R=V2/P = 1202 / 75 = 192 ohma.

I=P/V = 75/120 = 0,625 A troši žarulja od 75 W.

otpor žarulje od 50w je najveći.

Najviše struje nosi žarulja od 75w.

Einsteinova jednadžba je glavna inovacija fizike

Baterija od 12 volti spojena je na opterećenje od 10 ohma. Povučena struja bila je 1,18 ampera. Koliki je bio unutarnji otpor baterije?

Za početak, morate pretpostaviti da je napon ili EMF baterije točno 12V. Sada možete riješiti unutarnji otpor pomoću Ohmovog zakona.

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

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

Snaga koju rasipa opterećenje poznatog otpora povezanog preko poznate razlike potencijala može se izračunati prema… Za jednu minutu baterija od 10 V daje otporno opterećenje od 10 ohma. Što je točno? Baterija od 24 volta ima unutarnji otpor od 1 ohma u prikazanom krugu, a ampermetar pokazuje struju od 12 A.

Ili, možete to učiniti na ovaj način

Odgovor na ovo pitanje se može pronaći izravno u Ohmovom zakonu.

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

V=I⋅R

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

Također znamo da možemo izračunati ukupni otpor u nizu-povezani krug jednostavnim zbrajanjem svih oma koje nađemo usput. U ovom slučaju imamo vanjski otpor (označen s R) i unutarnji otpor baterije (koji ćemo označiti s r).

Budući da sada znamo napon (12V), struju (1,18A), i vanjskog otpora (10), možemo riješiti sljedeću jednadžbu:

I⋅(R+r)=V

R+r=VI

r=VI− R

Zamjena stvarnih brojeva za naše varijable:

r=121.18−10≈0.1695Ω

Pogledajte video o osnovnoj elektriciteti i njenim elementima

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 ohma. Koliki su emf i unutarnji otpor baterije?

Neka je E EMF baterije, a R unutarnji otpor baterije, tada je za 20 ohma struja 12/20= 0,6 A, a za 45 ohma struja je 13,5/45= 0,3A, tako da je prvi uvjet 0,6R+12=E, a drugi uvjet 0,3R+13,5=E, tako da je R= 5 ohma 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 jednadžbu za svaki krug koristeći jednadžbu U=E-I*r. Postojat će dvije jednadžbe i dvije varijable.

Izračunajte E.

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

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 unutarnji otpor baterije?

Prema izjavi 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 s dvije nepoznate veličine, koje možemo prilično lako riješiti supstitucijom. Jednadžba 1 je preuređena tako da daje

Vbat = 10 pomnoženo sa 1,5*Ri

i uključivanjem u jednadžbu 2 daje

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

Prema tome

8 + (1,5–2,5) = 10

Dakle, za određivanje Ri,

-2 jednako je - Ri

što rezultira Ri = 2 ohma

Pogledajte video o tome kako saznati unutarnji otpor i emf ćelije

Što je razlika između vata i volta?

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

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

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

Mislim da ste dobro upoznati s vatom i voltom i njihovim razlikama.

Ovdje je tablica koja prikazuje standardne električne mjerne jedinice zajedno s njihovim simbolima

Standardne međunarodne jedinice za mjerenje vrijednosti električne struje

Završne misli

Unutarnji otpor je otpor protoku struja koja se provodi kroz ćelije i baterije. Ovaj otpor rezultira i stvaranjem topline. Razni parametri odelektrična struja nam pomaže pronaći druge nepoznate parametre.

Različiti problemi u praksi vode nas do boljeg razumijevanja ovih parametara. Prethodno su obrađeni različiti problemi koji su nam pomogli pronaći elektromotorne sile (emf), unutarnji otpor i struju.

Fizika nije samo razumijevanje; to je znanost o fizičkim parametrima našeg svakodnevnog života. Uključuje i struju, vodljivost i razne zakone fizike.

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